Co3O4-Al納米鋁熱劑的制備、表征及燃燒性能研究.pdf

1、為了研究納米鋁熱劑的燃燒反應(yīng)性能，探索納米鋁熱劑組分間反應(yīng)的傳質(zhì)傳熱過程及規(guī)律，通過制備幾種不同的納米鋁熱劑，從氧化物形貌和組分間的結(jié)合狀態(tài)等方面來研究其對納米鋁熱劑的熱反應(yīng)特性、燃燒火焰?zhèn)鞑バ阅芎投ㄈ萑紵阅艿挠绊?。首先探索了利用水熱法制備納米Co3O4的形貌控制規(guī)律，通過改變反應(yīng)物濃度、反應(yīng)物比例、反應(yīng)時間等不同的反應(yīng)條件，制備出具有不同納米結(jié)構(gòu)的Co3O4顆粒。然后，采用物理混合、GO自組裝和P4VP自組裝等三種方法使球形和棒狀的

2、納米Co3O4與Al復(fù)合，使兩組分以的不同接觸狀態(tài)混合，制備出幾種不同類型的納米鋁熱劑。通過熱分析發(fā)現(xiàn)，用GO自組裝制備的球形納米鋁熱劑反應(yīng)釋放的熱量達2618J·g-1，用P4VP自組裝方法制備的棒狀納米鋁熱劑釋放熱量達2612J·g-1，體現(xiàn)出良好的熱學性能。隨后，將制備的幾種納米鋁熱劑裝填于石英管中，用高速攝影機記錄納米鋁熱劑在燃燒通道中的火焰?zhèn)鞑バ袨椋⒈容^不同制備方法、氧化物形貌和裝藥密度的納米鋁熱劑燃燒行為的差異。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)

3、，納米鋁熱劑在火焰?zhèn)鞑ミ^程中，對流傳導作用占主導優(yōu)勢，但在火焰成長的初期階段，并不能形成穩(wěn)定的燃速。最后，通過密閉爆發(fā)器對幾種納米鋁熱劑的定容燃燒性能進行測試，實驗結(jié)果顯示:物理混合方法制備的納米棒狀鋁熱劑在點火條件下，其燃燒壓力最高達到14.25MPa;利用GO自組裝方法制備的球形納米鋁熱劑，其點火延遲時間短，最低至3.8ms; P4VP自組裝方法制備的球形納米鋁熱劑，最高達12.11MPa，升壓速率達到31.938GPa·s-1。實