含能鋁納米復(fù)合粒子制備與性能研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代武器對于高效毀傷、快速突防等性能要求的不斷提高，作為武器能量載體的含能材料也需要不斷升級。納米鋁粉由于具備高活性、高熱值以及高燃速等特性而成為制備新型納米復(fù)合含能材料的重要成分，在固體推進(jìn)劑及超級鋁熱劑等含能領(lǐng)域具有很大的發(fā)展前景，然而納米鋁粉表面極易被氧化而失去活性，因此對納米鋁粉進(jìn)行表面包覆技術(shù)的研究尤為重要。
　　本論文采用直流電弧等離子體法制備高活性納米鋁粉，在惰性氣體保護(hù)下收集并用無水乙醇封存隔絕空氣，用KH-5

2、50對其進(jìn)行表面改性，以推進(jìn)劑的有機(jī)組分端羥基聚丁二烯(HTPB)為包覆劑進(jìn)行包覆，并以異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)為固化劑對包覆后的復(fù)合粒子進(jìn)行固化，制備出包覆效果良好的具有核-殼結(jié)構(gòu)的Al/HTPB復(fù)合粒子，復(fù)合粒子表面包覆層均勻致密，厚度約為4nm，F(xiàn)TIR和TG-DSC證明包覆層是固化的HTPB，復(fù)合粒子總放熱量達(dá)到5.229KJ/g。分散性測試表明，HTPB包覆納米鋁粉改變了納米鋁粉的表面物理和化學(xué)特性，使納米鋁粉由疏油性變

3、為親油性，大大改善了復(fù)合粒子的防潮性和有機(jī)溶劑分散性，有利于提高納米鋁粉與推進(jìn)劑組分間的相容性。
　　為了實(shí)現(xiàn)高活性納米鋁粉在超級鋁熱劑上的應(yīng)用，在HTPB包覆納米鋁粉的基礎(chǔ)上，以Fe(NO3)3·9H2O乙醇溶液為前驅(qū)體，通過溶膠-凝膠法制備了Fe2O3/HTPB/Al納米復(fù)合含能材料。XRD分析表明復(fù)合粒子中含有金屬鋁，TEM顯示納米鋁粉呈球形或準(zhǔn)球形，粒徑約為40nm，被氧化鐵粒子緊密包覆，納米鋁粉在氧化鐵粒子中分布較為均勻

4、，未出現(xiàn)嚴(yán)重團(tuán)聚;FTIR顯示復(fù)合粒子中存在Fe2O3和HTPB; BET分析表明Fe2O3/HTPB/Al納米復(fù)合含能材料的比表面積為24.842m2/g，孔徑為5.44nm，HTPB的存在一定程度上降低了材料的比表面積。但受制備溶膠-凝膠過程中的高溫和低pH值影響，復(fù)合粒子中的鋁納米粒子受到腐蝕，因此還需要對工藝進(jìn)行改進(jìn)。
　　利用噴霧造粒制備了HTPB包覆高活性Al納米粒子，表征分析顯示HTPB包覆可有有效的制備高質(zhì)量微米尺