Al-Li及Al-PMF（氟化石墨）含能燃料的制備與熱性能研究.pdf

1、Al粉作為金屬燃料，是固體推進(jìn)劑的主要組成成分，但在其應(yīng)用中具有一些難以克服的缺點(diǎn)，如：點(diǎn)火溫度高、燃燒不完全及表面易團(tuán)聚等。本文采用緊耦合氣霧化法和兩步球磨法分別制備了Al-3Li（wt.％）合金粉末和不同配比的Al/PMF復(fù)合顆粒。通過(guò)激光粒度分析儀、XRD、SEM/EDX以及TG/DTA等現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)對(duì)制備粉體的粒徑、物相、形貌及熱反應(yīng)活性進(jìn)行表征和分析，并對(duì)其氧化機(jī)理進(jìn)行了探索。為了避免高活性的Al-3Li合金粉末在存儲(chǔ)過(guò)程中發(fā)

2、生嚴(yán)重的表面氧化，本文采用改進(jìn)的化學(xué)液相沉積方法，在合金粉末表面包覆一層均勻的鐵層，并對(duì)包覆前后粉末的熱穩(wěn)定性進(jìn)行跟蹤研究。
　　結(jié)果表明，氣霧化的Al-3Li合金粉末呈現(xiàn)高度的球形，且無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象。鐵包覆后的復(fù)合顆粒具有核殼結(jié)構(gòu)且表面包覆的鐵層均勻致密。相對(duì)于單質(zhì)鋁粉，Al-3Li合金粉末和Fe/Al-3Li復(fù)合顆粒均增強(qiáng)了燃料的反應(yīng)活性，如急劇的增重和集中熱釋放現(xiàn)象。熱穩(wěn)定性研究表明，鐵包覆后，合金粉末的活性衰減率明顯降低，質(zhì)量

3、燃燒焓基本穩(wěn)定，表明鐵包覆合金顆粒確實(shí)提高粉末的時(shí)效穩(wěn)定性。
　　文中兩步球磨法制備了Al/PMF復(fù)合顆粒，且隨著PMF含量的增加，顆粒的平均粒徑從20.6μm減小到13.7μm。制備的Al/PMF95/5%和90/10%復(fù)合顆粒的燃燒焓分別達(dá)到了22.26kJ/g和21.51kJ/g。相對(duì)于單質(zhì)Al粉，Al/PMF95/5%和90/10%兩種復(fù)合顆粒均增強(qiáng)了其反應(yīng)活性，且反應(yīng)溫度明顯提前。
　　為了評(píng)價(jià)制備粉體在推進(jìn)劑中的

4、應(yīng)用效果，文中研究了Al-3Li、Fe/Al-3Li和Al/PMF等多種含能燃料對(duì)高氯酸銨（AP）分解特性的影響，結(jié)果顯示，F(xiàn)e/Al-3Li對(duì)AP的低、高溫分解有明顯的催化作用，Al/PMF對(duì)AP的低溫催化效果優(yōu)于高溫催化效果。Al-3Li促進(jìn)AP的低溫分解，但對(duì)高溫分解有抑制作用。
　　綜上所述，包覆前后的Al-3Li合金粉末和Al/PMF復(fù)合顆粒均具有優(yōu)異的熱反應(yīng)活性，且對(duì)氧化劑AP的分解有不同程度的催化作用，使其在含能材料