鋁粉的表面改性及其在含能材料中的應(yīng)用研究.pdf

1、鋁粉來源廣泛，價(jià)格低廉，在發(fā)生氧化的過程中會(huì)放出大量的熱，因此作為能量添加劑被廣泛的應(yīng)用在鋁熱劑、推進(jìn)劑及火炸藥中，以此來提高炸藥及推進(jìn)劑體系的能量。但鋁粉在實(shí)際應(yīng)用中也存在能量釋放率以及燃燒速率相對(duì)較低的問題，因此對(duì)鋁粉表面改性來提高其應(yīng)用效果是很有必要。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　首先，采用軟化學(xué)的方法以硝化棉(NC)和三硝基甲苯(TNT)為包覆劑，對(duì)工業(yè)球形鋁粉(d50=13.960μm)進(jìn)行包覆，以及采用機(jī)械化學(xué)法對(duì)鋁粉進(jìn)

2、行改性包覆，并通過場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡、紅外光譜儀、微米粒度分析儀、TG-DSC熱分析儀等儀器對(duì)制備的復(fù)合粒子進(jìn)行了表征。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)采用機(jī)械化學(xué)法改性鋁粉性能最佳，具有較高的熱反應(yīng)特性，且能大量制備，適合工業(yè)化應(yīng)用。
　　其次，采用01-HDDM型攪拌式球磨機(jī)對(duì)原料鋁粉進(jìn)行球磨改性，研究了機(jī)械化學(xué)法制備高活性片狀鋁粉的工藝，球料比、助磨劑、溶劑、轉(zhuǎn)速以及干燥方式對(duì)球磨改性效果都有影響，通過實(shí)驗(yàn)摸索，確定了以上實(shí)驗(yàn)參數(shù)。SEM和粒度表征

3、表明:鋁粉呈片狀化，粒度分布均勻;XRD表征表明:球磨工藝并沒有改變鋁粉的晶型，僅是微觀形貌上的改變;TG-DSC熱分析儀表征發(fā)現(xiàn):球磨后得到的片狀鋁粉具有較高的氧化反應(yīng)活性，在升溫過程中鋁粉能徹底氧化，放出較多的熱量，將其應(yīng)用在炸藥及推進(jìn)劑體系中能提高體系的爆熱。
　　最后，用直接法制備出A-Ⅸ-Ⅱ(76RDX/4石蠟/20Al)型含鋁炸藥，對(duì)其形貌、熱分解特性、撞擊感度、摩擦感度以及爆熱進(jìn)行研究。結(jié)果表明，原料鋁粉所組成的含鋁

4、炸藥(Alex1)表觀活化能為113.3 kJ·mol-1，片狀鋁粉所組成的含鋁炸藥(Alex2)表觀活化能為122.9 kJ·mol-1，表觀活化能升高了8.5％，但Alex2體系相比于Alex1體系表現(xiàn)出更好的熱穩(wěn)定性;片狀鋁粉的加入使撞擊感度升高9.1％，摩擦感度降低了24％;Alex2爆熱值為7246 kJ·kg-1，相比于Alex1爆熱值6805kJ·kg-1有了較大幅度的提高，增幅為6.48％，極大地提高了體系的爆熱，大大增