含能納米鋁粉的制備與性能.pdf

1、為了提高火炸藥和固體推進(jìn)劑的能量性能，常采用添加金屬粉的方法來實現(xiàn)。納米金屬粉相比于普通金屬粉有著獨特的優(yōu)勢，由于納米鋁粉具有高活性、高熱值、后燃效應(yīng)強等優(yōu)勢，所以向火炸藥和固體推進(jìn)劑中加入的納米金屬粉主要是納米鋁粉。然而，納米鋁粉的高活性使得納米鋁粉極易被氧化而失去活性，因此需要對納米鋁粉的表面進(jìn)行改性，其中，在納米鋁粉的表面包覆碳層是行之有效的辦法。
　　本文分別采用直流電弧氫等離子體法和化學(xué)法制備碳包覆納米鋁顆粒。利用直流電

2、弧氫等離子體法在1.0KPa CH4和2.5KPa Ar的氣氛下制備的納米鋁顆粒，其XRD和HRTEM表明，部分納米鋁顆粒有碳包覆，部分納米鋁顆粒表面是Al2O3;通過TG-DTA分析，可以看出所制備的納米鋁顆粒氧化溫度降低。而分別在0.5KPa CH4和2.5KPa Ar、2.0KPa CH4和2.5KPa Ar氣氛下制備的納米鋁顆粒，其XRD分析中分別有很多Al2O3、Al4C3的衍射峰，這代表分別形成了大量的Al2O3、Al4C3

3、等雜質(zhì)。利用化學(xué)法制備碳包覆納米鋁顆粒，用紅外碳硫分析儀、XRD、TEM、BET、Raman、TG-DTA等表征方法進(jìn)行分析。實驗結(jié)果表明，制備的納米粉體碳含量為0.37％;內(nèi)核鋁的表面包覆層沒有晶體結(jié)構(gòu)且不同于鈍化納米鋁粉表面的包覆層;制備的納米粉體比表面積為5.967m2·g-1，計算得到的粒徑為373.8nm，結(jié)合TEM照片說明納米鋁粉活性很高，極易發(fā)生團聚形成二次粒子;在拉曼位移為1601cm-1處，出現(xiàn)碳的G峰，與之對應(yīng)的是納

4、米晶石墨。綜上所述，利用化學(xué)法所制備的碳包覆納米鋁粉，表面包覆物是納米晶石墨和氧化鋁。通過對化學(xué)法所制備的碳包覆納米鋁顆粒與鈍化處理的納米鋁顆粒進(jìn)行TG-DTA測試，結(jié)果表明，制備的碳包覆納米鋁顆粒抗氧化性和穩(wěn)定性明顯提高。
　　納米鋁粉的粒徑?jīng)Q定其活性，是最基本，也是最重要的性能指標(biāo)。為了能夠利用直流電弧氫等離子體法批量制備粒徑合適的納米鋁粉，探索了陰極電流、惰性氣體壓力等工藝參數(shù)對納米鋁粉產(chǎn)率和粒徑的影響并分析了影響機理。結(jié)果