含能聚合物包覆超细铝粉复合粒子的制备(2)

菜单

2.4.3 结果与讨论 15

3 含纳米铝粉推进剂的制备与性能表征 17

3.1 含纳米铝粉推进剂参数的理论估计 17

3.1.1未加铝粉推进剂能量示性数计算 17

3.1.2添加铝粉后推进剂的能量示性数计算 19

3.2 含纳米铝粉推进剂的制备 24

3.3 含纳米铝粉推进剂的性能表征 26

3.4 结果与讨论 28

结论 30

致谢 31

参考文献 32

1 绪论

1.1 研究背景

铝及铝合金是当前用途十分广泛的、最经济适用的材料之一。世界铝产量为有色金属之首。当前铝的产量和用量仅次于钢材，已成为人类应用的第二大金属；而且铝资源十分丰富，据初步计算，铝的矿藏储存量越占地壳构成物质的8%以上。

　　铝粉[1]俗称“银粉”，在工业上广泛用于冶金、化工、装饰、防腐、建筑、农药、烟火、化工催化剂、炸药等行业。在炸药中添加铝粉等高能量可燃剂后可以显著提高炸药的爆热。如在黑索金中加入适量的铝粉，爆热可提高50%。金属铝粉可以有效的提高固体火箭推进剂的能量特性和燃烧稳定性，因此作为最常用的金属燃烧剂被广泛应用于固体火箭推进剂中，然而，普通金属铝粉由于存在点火延迟长、燃烧动力慢等问题限制了它的使用，它们在推进剂表面上燃烧凝结形成大的“集块”，延长了燃烧时间。同时，还有可能造成红外信号的增加、喷管的两相流损失、羽烟状的气体排出等缺陷。因此，微米铝粉，特别是超细铝粉、纳米铝粉比普通铝粉在固体火箭推进剂中的应用更广泛，更具有前景。但是由于微米级铝粉[2]在燃烧过程中也存在着易在燃面互相熔联形成凝滴而降低燃烧效率，同时也有可能产生燃烧不完全、特征信号过强和喷管的两相流损失等缺陷，因而人们逐渐转向研究纳米铝粉。但在实际应用中发现，纳米铝粉极易团聚，不容易很好的分散到其它组分之中，影响了其应用效果；同时纳米铝粉表面活性很高，表面极易氧化。因此，铝粉的表面改性成为人们急需研究的问题。

目前，人们用于纳米铝粉改性的方法有很多如：机械化学改性、氧化改性、表面化学改性、包覆改性、沉淀反应改性等[3]。包覆作为表面改性的一种，目前应用较为广泛且较为简便。包覆指的是用物理、化学方法对粒子表面进行处理, 有目的地改变粒子表面的物理化学性质, 如表面官能团、表面疏水性、电性、化学吸附和反应特性等。它也包括利用吸附、附着和沉积现象对粉体进行的包覆,。表面包覆改性时, 包覆物与粒子间主要依靠物理吸附或范德华力而连接。

1.2 纳米铝粉包覆的国内外研究现状

1.2.1 国内研究情况

1.2.2 国外研究情况

1.2.3 小结

2 纳米铝粉的含能聚合物包覆

本文采用的包覆剂有虫胶、橡胶246、酚醛树脂2123,每种包覆物按占铝粉质量5%、7.5%、10%进行包覆,并且在包覆前先用硅烷偶联剂处理。由于溶剂非溶剂法[17]比安全激光感应复合加热法、转鼓包覆法操作简便、对设备要求不高，比溶剂蒸发法等方法效果好。并且在含能材料领域，溶剂-非溶剂法常被用在材料的细化、改性和复合材料的制备中。因此本实验采用溶剂-非溶剂法来包覆纳米铝粉。溶剂-非溶剂法对包覆效果的主要影响因素有溶液的浓度、溶剂的种类、溶液与非溶剂的温度差、溶液与非溶剂的混合方式、溶剂与非溶剂的体积比、非溶剂加入的速度、搅拌强度、表面活性剂等。所以，必须严格控制上述条件，从而获得较好的包覆效果。