Al-Li及Al-PMF（氟化石墨）含能燃料的制備與熱性能研究.pdf

1、Al粉作為金屬燃料，是固體推進劑的主要組成成分，但在其應用中具有一些難以克服的缺點，如：點火溫度高、燃燒不完全及表面易團聚等。本文采用緊耦合氣霧化法和兩步球磨法分別制備了Al-3Li（wt.％）合金粉末和不同配比的Al/PMF復合顆粒。通過激光粒度分析儀、XRD、SEM/EDX以及TG/DTA等現(xiàn)代測試技術(shù)對制備粉體的粒徑、物相、形貌及熱反應活性進行表征和分析，并對其氧化機理進行了探索。為了避免高活性的Al-3Li合金粉末在存儲過程中發(fā)

2、生嚴重的表面氧化，本文采用改進的化學液相沉積方法，在合金粉末表面包覆一層均勻的鐵層，并對包覆前后粉末的熱穩(wěn)定性進行跟蹤研究。
　　結(jié)果表明，氣霧化的Al-3Li合金粉末呈現(xiàn)高度的球形，且無團聚現(xiàn)象。鐵包覆后的復合顆粒具有核殼結(jié)構(gòu)且表面包覆的鐵層均勻致密。相對于單質(zhì)鋁粉，Al-3Li合金粉末和Fe/Al-3Li復合顆粒均增強了燃料的反應活性，如急劇的增重和集中熱釋放現(xiàn)象。熱穩(wěn)定性研究表明，鐵包覆后，合金粉末的活性衰減率明顯降低，質(zhì)量

3、燃燒焓基本穩(wěn)定，表明鐵包覆合金顆粒確實提高粉末的時效穩(wěn)定性。
　　文中兩步球磨法制備了Al/PMF復合顆粒，且隨著PMF含量的增加，顆粒的平均粒徑從20.6μm減小到13.7μm。制備的Al/PMF95/5%和90/10%復合顆粒的燃燒焓分別達到了22.26kJ/g和21.51kJ/g。相對于單質(zhì)Al粉，Al/PMF95/5%和90/10%兩種復合顆粒均增強了其反應活性，且反應溫度明顯提前。
　　為了評價制備粉體在推進劑中的

4、應用效果，文中研究了Al-3Li、Fe/Al-3Li和Al/PMF等多種含能燃料對高氯酸銨（AP）分解特性的影響，結(jié)果顯示，F(xiàn)e/Al-3Li對AP的低、高溫分解有明顯的催化作用，Al/PMF對AP的低溫催化效果優(yōu)于高溫催化效果。Al-3Li促進AP的低溫分解，但對高溫分解有抑制作用。
　　綜上所述，包覆前后的Al-3Li合金粉末和Al/PMF復合顆粒均具有優(yōu)異的熱反應活性，且對氧化劑AP的分解有不同程度的催化作用，使其在含能材料