论文部分内容阅读
Al粉作为金属燃料,是固体推进剂的主要组成成分,但在其应用中具有一些难以克服的缺点,如:点火温度高、燃烧不完全及表面易团聚等。本文采用紧耦合气雾化法和两步球磨法分别制备了Al-3Li(wt.%)合金粉末和不同配比的Al/PMF复合颗粒。通过激光粒度分析仪、XRD、SEM/EDX以及TG/DTA等现代测试技术对制备粉体的粒径、物相、形貌及热反应活性进行表征和分析,并对其氧化机理进行了探索。为了避免高活性的Al-3Li合金粉末在存储过程中发生严重的表面氧化,本文采用改进的化学液相沉积方法,在合金粉末表面包覆一层均匀的铁层,并对包覆前后粉末的热稳定性进行跟踪研究。结果表明,气雾化的Al-3Li合金粉末呈现高度的球形,且无团聚现象。铁包覆后的复合颗粒具有核壳结构且表面包覆的铁层均匀致密。相对于单质铝粉,Al-3Li合金粉末和Fe/Al-3Li复合颗粒均增强了燃料的反应活性,如急剧的增重和集中热释放现象。热稳定性研究表明,铁包覆后,合金粉末的活性衰减率明显降低,质量燃烧焓基本稳定,表明铁包覆合金颗粒确实提高粉末的时效稳定性。文中两步球磨法制备了Al/PMF复合颗粒,且随着PMF含量的增加,颗粒的平均粒径从20.6μm减小到13.7μm。制备的Al/PMF 95/5%和90/10%复合颗粒的燃烧焓分别达到了22.26 kJ/g和21.51 kJ/g。相对于单质Al粉,Al/PMF 95/5%和90/10%两种复合颗粒均增强了其反应活性,且反应温度明显提前。为了评价制备粉体在推进剂中的应用效果,文中研究了Al-3Li、Fe/Al-3Li和Al/PMF等多种含能燃料对高氯酸铵(AP)分解特性的影响,结果显示,Fe/Al-3Li对AP的低、高温分解有明显的催化作用,Al/PMF对AP的低温催化效果优于高温催化效果。Al-3Li促进AP的低温分解,但对高温分解有抑制作用。综上所述,包覆前后的Al-3Li合金粉末和Al/PMF复合颗粒均具有优异的热反应活性,且对氧化剂AP的分解有不同程度的催化作用,使其在含能材料中具有潜在的应用前景。