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氧化铁自组装制备两种铝热剂与其性能

收藏本文 2024-01-17 点赞:21408 浏览:94961 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:针对现代武器小型化和集成化的进展要求,为满足微小结构火工品和MEMS火工品所用点剂在微尺度下燃烧的稳定性和燃速的可调控性,本论文以纳米氧化剂的制备和氧化剂/可燃物的组装两个方面进行探讨,以氧化铁/铝,氧化铜/铝这两个亚稳态分子间复合物(MIC)为探讨对象,主要探讨内容如下:(1)采取水热法制备氧化铁纳米环,得到环外径200-240nm、壁厚约50nm、高120-150nm的氧化铁样品。并掌握了制约氧化铁尺寸和形貌的制备规律。实验得到的氧化铁纳米环/铝系统,和纳米球状氧化铁/铝、微米氧化铁/铝的相比,放热量分别为1448J/g,1090J/g和517J/g,前两者的火焰长度为4.4cm和2.7cm。说明了氧化铁颗粒达到纳米尺度以及呈现环状形貌均具有突出的反应优势。(2)自组装制备氧化铁纳米环/铝复合物,所得产物铝粉装填在纳米环内外。自组装氧化铁纳米环/铝的放热量为2039J/g,火焰长度为7.2cm,燃速为0.93m/s,燃烧中最大压力为2280KPa。并探讨其各类感度特性,评估其性能。实验表明自组装有效降低了纳米粒子的团聚,使得氧化剂和可燃剂接触均匀充分,提升了复合物的性能。(3)采取模板法制备氧化铜纳米球、纳米花。自组装制备氧化铜纳米球/铝,氧化铜纳米花/铝。自组装氧化铜纳米花/铝的放热量为1068.6J/g,在反应中的最大压力为4389KPa,性能优于其他复合策略。比较四氧化三铅/锆和3#小粒黑以评估两种MIC的点火能力。本论文的探讨可为氧化铁、氧化铜、MIC的制备和混合方式提供参照,拓展MIC的运用范围,为微尺度下点的运用选择提供参考。关键词:MIC论文氧化铁纳米环论文自组装论文性能论文

    摘要5-6

    Abstract6-9

    1 绪论9-18

    1.1 探讨的目的和作用9

    1.2 点的特性9-10

    1.3 铝热剂10-11

    1.4 国内外探讨近况11-17

    1.4.1 探讨策略12-14

    1.4.2 性能测试14-17

    1.5 本论文的主要探讨工作17-18

    2 纳米氧化铁的制备18-31

    2.1 溶液燃烧法制备氧化铁18-20

    2.1.1 实验案例18-19

    2.1.2 样品表征19

    2.1.3 结果浅析19-20

    2.2 水热法制备氧化铁20-23

    2.2.1 实验案例20-21

    2.2.2 样品表征21

    2.2.3 结果浅析21-23

    2.3 氧化铁纳米环的制备23-30

    2.3.1 制备23-24

    2.3.2 样品表征24

    2.3.3 结果讨论24-30

    2.4 小结30-31

    3 氧化铁纳米环/铝的自组装及性能测试31-48

    3.1 自组装31

    3.1.1 一步法组装31

    3.1.2 两步法组装31

    3.2 样品表征31

    3.3 结果与讨论31-38

    3.3.1 一步法结果讨论31-35

    3.3.2 两步法结果讨论35-38

    3.4 性能测试38-47

    3.4.1 放热量38-39

    3.4.2 火焰长度39-42

    3.4.3 燃速42-44

    3.4.4 P-t曲线44-46

    3.4.5 感度46-47

    3.5 小结47-48

    4 氧化铜/铝的自组装及性能探讨48-63

    4.1 氧化铜纳米球、纳米花的制备48-52

    4.1.1 氧化铜纳米球的制备48

    4.1.2 氧化铜纳米花的制备48

    4.1.3 样品表征48

    4.1.4 结果讨论48-52

    4.2 氧化铜纳米棒、纳米线与铝的自组装52-55

    4.2.1 自组装52

    4.2.2 样品表征52

    4.2.3 结果讨论52-55

    4.3 性能测试55-60

    4.3.1 放热量55-56

    4.3.2 P-t曲线56-58

    4.3.3 感度测试58-60

    4.4 两种铝热剂的性能评估60-62

    4.4.1 残渣量60

    4.4.2 压力60-61

    4.4.3 温度61

    4.4.4 放热量61

    4.4.5 火焰长度61-62

    4.4.6 感度62

    4.5 小结62-63

    5 结论63-65

    致谢65-66

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