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| 不同粒径的纳米铝粉组成的铝热剂的性能对比研究 |
| 来源：中国粉体技术网 更新时间：2013-12-16 11:02:16 浏览次数： |
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（中国粉体技术网/刘莉）传统铝热剂一般是由大粒度Al粉和微米金属氧化物组成的简单混合体系，其主要缺点是Al粉氧化反应活性低且氧化剂与还原剂的结合程度不高，常导致药剂反应速度慢、实际放热量低、反应过程不集中，特别是反应的起始温度通常很高（＞900℃），这直接影响到了它们的点火和燃烧性能，使其很难成为真正意义上的反应性材料而进入实际应用。
纳米铝热剂具有燃烧效率高、能量释放速率快、安全性能好等特点，常用来熔炼难熔金属和焊接钢轨，在火工品、推进剂等领域有广泛的应用前景。国外研究发现，将铝热剂的粒度从微米超细化到纳米级，它的反应速度提高快，能力释放迅速，最快可超过千倍。因此纳米铝热剂近年来成为研究热点，而寻求适合工业化生产的高反应速率的纳米铝热剂，使其在含能领域更加有利用价值，将其中一种或者两种组分进行纳米化是一种有效的方法。
南京理工大学姜海晨针对铝热剂的反应特点，制备了三种超级铝热剂，并对它们进行了热分析、点火温度和燃速的对比。首先使用超声共混的方法制备了五种由不同粒径的纳米铝粉组成的WO3/Al纳米复合粒子，然后利用溶胶-凝胶法分别制备了五组Cr2O3/Al、Fe2O3/Al纳米复合粒子。其中，Al粉的平均粒度分别为40nm、50nm、70nm、100nm和200nm。
借助SEM、XRD、EDS分别对以上三种产物进行了形貌和结构表征。结果表明通过超声共混的WO3/Al分散性很好，通过溶胶-凝胶法制备的Cr2O3/Al纳米复合粒子中纳米Al粉和Cr2O3粒子接触紧密，Fe2O3/Al纳米复合粒子中纳米Fe2O3能够很好的包覆在纳米Al粉的表面。
通过DSC测试结果发现，由尺寸在70～100nm的铝粉组成的复合粒子，它们的第一个放热峰出现的比其它的纳米复合粒子早；通过点火实验发现，由尺寸在70～100nm的铝粉组成的复合粒子的点火温度比其它的纳米复合粒子低。最后对各样品进行了燃速测试，结果同样表明，由尺寸在70～100nm的铝粉组成的纳米复合粒子表现出最高的燃速。这说明由此尺寸范围的纳米铝粉组成的纳米复合粒子具有更加出众的反应特性。
单一方法虽然可制备得到某些方面性能较好的纳米铝热剂，但更应着重综合现有各种制备方法的优点，使得制备途径更优化。同时，保持制备过程中对颗粒形状、粒径的控制也是较有潜力的发展方向。
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