自组装GO/Al/Co3O4铝热剂的制备及性能研究

为了增强纳米铝热剂反应组分间的接触程度及排列有序性,提高其反应性能,通过将纳米铝与Co_3O_4自组装到氧化石墨烯(GO)上,制得GO/Al/Co_3O_4纳米铝热剂,同时采用传统的超声分散混合制备Al/Co_3O_4纳米铝热剂进行对比研究。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、差热分析(DSC)以及密闭爆发器对制得的GO/Al/Co3O4、Al/Co_3O_4铝热剂的形貌、物理化学性能进行了研究。结果表明:GO的引入能够提高纳米铝热剂组分之间的接触程度,与传统的Al/Co_3O_4纳米铝热剂相比具有更高的放热量以及更加优异的点火性能。     

球磨法制备Fe2O3掺杂纳米铝热剂及其燃烧性能（英）

近年来,广大学者已经研究了多种方法来制备纳米铝热剂和改善其燃烧性能。本研究分别采用原位球磨法和超声共混法成功制备了两种含Fe2O3纳米铝热剂。通过热重分析(TGA)、函数拟合、X射线衍射(XRD)、接触角测试、扫描电子显微镜测试(SEM)、高速摄像实验和红外温度测量充分表征了所制备产品的形貌和性能。结果表明,通过原位球磨法制备的Fe2O3掺杂的纳米铝热剂的性能要优于超声共混法制备的铝热剂。通过对Fe2O3掺杂量的筛选发现,原位球磨法制备的纳米铝热剂的Fe2O3最优掺杂量为17%,该产物每100℃最大增重百分比为13.1%。与超声共混法制备的纳米铝热剂相比,原位球磨法制备的纳米铝热剂的加热电压和初始燃烧温度分别降至12 V和600℃。此外,原位球磨法制备的纳米铝热剂的燃烧火焰更稳定和均匀。     

球磨法制备Fe_2O_3掺杂纳米铝热剂及其燃烧性能(英文)

近年来,广大学者已经研究了多种方法来制备纳米铝热剂和改善其燃烧性能。本研究分别采用原位球磨法和超声共混法成功制备了两种含Fe_2O_3纳米铝热剂。通过热重分析(TGA)、函数拟合、X射线衍射(XRD)、接触角测试、扫描电子显微镜测试(SEM)、高速摄像实验和红外温度测量充分表征了所制备产品的形貌和性能。结果表明,通过原位球磨法制备的Fe_2O_3掺杂的纳米铝热剂的性能要优于超声共混法制备的铝热剂。通过对Fe_2O_3掺杂量的筛选发现,原位球磨法制备的纳米铝热剂的Fe_2O_3最优掺杂量为17%,该产物每100℃最大增重百分比为13.1%。与超声共混法制备的纳米铝热剂相比,原位球磨法制备的纳米铝热剂的加热电压和初始燃烧温度分别降至12 V和600℃。此外,原位球磨法制备的纳米铝热剂的燃烧火焰更稳定和均匀。     

纳米碳材料对含硼铝热剂燃烧性能的影响

为改善含硼铝热剂的燃烧性能,在B/MoO₃体系中引入纳米片状石墨、碳纳米管、还原氧化石墨烯3种纳米碳材料。利用热流法测试了含硼铝热剂的导热性能;使用高速摄像机记录了含硼铝热剂的燃烧过程,并通过计算和分析得到了燃烧速率及其变化规律;采用金属桥带进行发火试验,测试铝热剂的临界发火电流。结果表明：添加3种碳材料能显著改善B/MoO₃铝热剂的导热性能,明显提高了燃烧速率,并降低了其临界发火电流;添加还原氧化石墨烯对铝热剂的影响最为明显,使得铝热剂导热系数提高258.3%,燃烧速率提高1 756倍,临界发火电流降低27.1%,证实还原氧化石墨烯显著改善了含硼铝热剂发火阈值高的问题。     

含能快递

正法国圣路易斯研究院开发了一种高安全的聚苯胺掺杂纳米含能复合物纳米铝热剂由纳米级的燃料和氧化剂组成,作为一种新的含能材料,由于其作为烟火剂性能可调控,近年来受到越来越多的关注,但纳米铝热剂也存在机械感度和静电火花感度过高的问题。法国圣路易斯研究院通过向Al/WO3纳米铝热剂中掺杂一定量聚苯胺纳米纤维,制备了一种新的纳米含能复合物,其燃烧性能基     

静电喷射纳米铝热剂的微推进性能

纳米铝热剂可用作基于微机电系统(MEMS)的固体化学微推进器的装药。添加含能粘结剂可以增强纳米铝热剂的推进性能表现。选择硝化棉(NC)和聚偏二氟乙烯(PVDF)作为含能粘结剂,利用静电喷射的方式制备纳米铝热剂,从理论和实验系统地研究了燃料/氧化剂的平衡配比、粘结剂含量对推进性能的影响,并与相同条件下机械混合纳米铝热剂的推进性能比较。结果表明:静电喷射较机械混合纳米铝热剂的固体颗粒分布均匀;Al/CuO的计算最佳平衡配比为0.9,最佳实验平衡配比为1.8;当NC含量为2.5%时,比冲可以达到250.2 m·s~(-1),与无粘结剂的Al/CuO相比增加比例为8.0%;PVDF的加入降低了实验比冲值。粘结剂的分解产物将纳米颗粒分开,增加了凝聚相反应的特征传质长度,导致燃烧持续时间从2.9 ms显著地增加到87.8 ms。     

复合铝热剂研究进展

提高传统二元铝热剂的反应性能是近年来含能材料领域的研究热点,引入添加剂组成复合铝热剂是一种有效的方法.本文根据添加剂的作用效果及应用领域,将复合铝热剂分为燃料增强型,产气型以及改性剂添加型,综述了复合铝热剂的研究现状及其在有关工程上的应用,进而提出了复合铝热剂新的研究的方向和思路,包括新型合金燃料及合金氢化物的使用和制备、非叠氮类气体发生剂与铝热剂的复合使用、惰性添加剂的种类与添加量的影响、黏结剂在铝热剂表面的包覆技术等.     

纳米金属粉在火炸药中应用进展

高活性、高热值纳米金属粉的应用是提高火炸药产品性能的重要途径.综述了纳米金属粉对推进剂、凝聚相炸药、云爆炸药、铝热剂的性能提高作用,总结了纳米金属粉的几种改性方法,如纳米金属/聚合物复合、纳米金属/炭复合、小分子助剂表面包覆、高分子聚合物表面接枝、气相沉积、颗粒微观整形等,指出了纳米金属粉应用研究的重点方向:纳米硼粉、...     

起爆药研究最新进展

叠氮化铅和斯蒂芬酸铅作为最常用的起爆药,在军事和民用方面具有广泛应用,但对环境和人体有严重危害.因此,开发新型绿色起爆药是重要的发展趋势.本研究围绕四唑、呋咱、稠环、配位化合物、叠氮化铜以及纳米铝热剂六类新型起爆药的合成和性能等进行了综述,分析了六类起爆药的优点以及存在的问题:四唑类爆轰性能优异但安全性能较低;呋咱类具有较高的密度,同时氧平衡较好;稠环类化合物的热稳定性高感度低,安全性好;配位化合物通过改变金属离子,配体以及阴离子能够实现感度与能量的调控;叠氮化铜起爆能力很强,但静电感度极高;纳米铝热剂能量密度高,合成简单,绿色环保,但难以实现快速燃烧转爆轰;除叠氮化铜和纳米铝热剂外,其余四类起爆药合成工艺复杂,产率较低.因此,在确保起爆能力强的前提下,降低感度和简化工艺是起爆药下一步工作的重点.     

新型碱金属高碘酸盐纳米铝热剂的反应特性

纳米铝热剂向着高能方向发展的一个重要限制因素是在铝热反应过程中缺少大量的气体产物。为了弥补纳米铝热剂产气量不足的缺陷,提高纳米铝热剂的反应活性,通过喷雾干燥法制备了具有核-壳结构的纳米铝热剂Al@KIO₄和Al@NaIO₄。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、热分析仪、定容燃烧实验、吸湿性实验和威力测试对两种铝热剂的形貌结构、热性能、定容燃烧性能、耐潮湿环境能力和起爆性能进行评估。结果表明,喷雾干燥法制备的Al@KIO₄和Al@NaIO₄纳米铝热剂的形貌规则、纯度高,铝热反应的总放热量分别为1262.12 J?g^-1和1414.7 J?g^-1;两种铝热剂反应过程中的反应起始温度低,反应中伴随大量氧化性气态产物生成;高湿环境中两种铝热剂分别在第6天和第10天达到质量平衡,质量增重约0.64%和0.65%,耐潮湿环境能力良好;96 mg铝热剂作为起爆药装配到8^#工业雷管中能使黑索今完全爆轰,可使5 mm厚的铅板穿孔,穿孔直径几乎到达叠氮化铅的水平。将96 mg的Al@KIO₄、Al@NaIO₄、斯蒂芬酸铅和叠氮化铅分别作为起爆药装填在8^#工业雷管中使黑索今完全爆轰,根据5 mm厚的铅板穿孔直径判断起爆能力为：叠氮化铅＞Al@NaIO₄＞Al@KIO₄＞斯蒂芬酸铅。