纳米铝粉的活性评价方法研究进展

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纳米铝

纳米铝

纳米铝——纳米Al粉的制备及性能表征研究1、纳米铝的基本概念标准铝原子只覆盖了其表面积的千分之一,而纳米铝覆盖了百分之五十。

即铝原子表面覆盖了百分之五十,微粒尺寸处于纳米级的铝粉成为纳米铝。

2、纳米铝制备方法及优缺点对比1)蒸发冷凝法蒸发冷凝法是物理方法制备纳米微粒的一种典型方法。

在真空下充人纯净的惰性气体(Ar,He等),高频感应加热使原料铝锭蒸发,产生铝蒸气,惰性气体的流动驱动蒸气向下移动,并接近冷却装置。

在蒸发过程中,铝蒸气原子与惰性气体原子碰撞失去能量而迅速冷却,这种有效的冷却过程在铝蒸气中造成很高的局域过饱和而均匀成核,在接近冷却装置的过程中,铝蒸气首先形成原子团簇,然后形成单个纳米微粒,纳米微粒随气流经分级进入收集区内而获得纳米粉末。

这种方法耗能大、成本高、粒径难以控制、产品稳定性差。

2)线爆炸法线爆炸法¨是另外一种物理法,首先将爆炸室抽至较高的真空,然后向爆炸室充人一定压力的高纯氩气。

调节高压至34kV,向储能器充电3OkV,使整个系统处于稳定状态。

通过送丝装置将直径为0.3mm的铝丝送入爆炸室,控制A1线爆炸频率为3O次/min。

通过等离子体放电使铝丝在瞬间爆炸,形成高分散的纳米铝粉,然后将纳米铝粉收集后在氮气的保护下进行原位包装。

这种方法制备纳米铝粉的粒径一般在100nm以上,很难做到粒径更小,同时这种方法的生产量很小,难以满足日益扩大的市场需求。

因此,寻求一种新型的方法制备纳米铝粉将会为太阳能电池市场、军工国防事业提供新的技术支撑。

3)机械化学法机械化学法采用氯化铝和金属锂作为反应原料,边研磨边反应制备纳米铝。

所使用的设备是惰性气体手套箱和球磨机。

研磨反应后所得产物经过有机溶剂硝基甲氯化铝溶液洗涤,能够除去大部分副产物氯化锂。

所得纳米铝的平均粒径为55nm。

由于所生成的纳米铝非常活泼,如果使用金属钠与氯化铝球磨制备纳米铝,则副产物氯化钠很难除去。

下式为机械化学法制备纳米铝的反应式:A1C13+3Li—Al+3LiC1(1) AIC13+3Na_Al+3NaC1(2) 这种机械化学法制备纳米铝优点是方法简便,操作简单。

一种铝粉中活性铝含量的测试方法[发明专利]

一种铝粉中活性铝含量的测试方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810941907.6(22)申请日 2018.08.17(71)申请人 西安近代化学研究所地址 710065 陕西省西安市雁塔区丈八东路168号(72)发明人 肖立柏 高红旭 赵凤起 曲文刚 任晓宁 李娜 陈雪莉 王瑛 王晓红 牛诗尧 (74)专利代理机构 中国兵器工业集团公司专利中心 11011代理人 梁勇(51)Int.Cl.G01N 25/20(2006.01)(54)发明名称一种铝粉中活性铝含量的测试方法(57)摘要本发明公开了一种铝粉中活性铝含量的测试方法,该方法的步骤主要包括:第一,标准物质铝样品的制备;第二,测定标准物质铝样品与氢氧化钠的反应焓;第三,测定铝粉样品与氢氧化钠的反应焓;第四,计算铝粉中活性铝含量。

该方法操作简单、结果重复性好、环境对试验影响小,能够满足不同粒径铝粉中活性铝含量的测定,适用于金属粉性能评价评估领域。

权利要求书1页 说明书5页CN 109060875 A 2018.12.21C N 109060875A1.一种铝粉中活性铝含量的测试方法,其特征在于步骤如下:(1)将标准物质铝表面打磨,得到标准物质铝样品;(2)秤取标准物质铝样品置于微热量热仪测量池的玻璃内管,参比池玻璃内管空白,测量池和参比池中的玻璃外管均为氢氧化钠溶液,分别将玻璃内管放入玻璃外管中,然后将测量池和参比池放入微热量热仪;温度恒定、基线稳定后,测量标准物质铝样品与氢氧化钠的反应热;(3)将上步中“标准物质铝样品”换成“待测铝粉样品”,测量待测铝粉样品与氢氧化钠的反应热;(4)不同质量的标准物质铝样品与氢氧化钠的反应焓;式中,Δr H s 的单位为kJ/g;Q s 为标准物质铝样品中活性铝与氢氧化钠的反应热,单位为kJ;m s 为标准物质铝样品中活性铝质量,单位为g;(5)铝与氢氧化钠的反应焓;式中,单位为kJ/g;n为不同质量标准物质铝样品与氢氧化钠反应的试验次数;(6)铝粉中活性铝含量;式中,x为铝粉中活性铝含量;Q b 为铝粉中活性铝与氢氧化钠溶液反应的反应热,单位为kJ;m b 为铝粉质量,单位为g。

纳米铝粉在复合剂的运用研究论文

纳米铝粉在复合剂的运用研究论文

摘要考察了不同类型纳米铝粉的能量性能及热氧化特性。

结果表明,纳米铝粉的活性铝含量低于普通铝粉,随活性铝含量的降低,纳米铝粉的燃烧热值降低;纳米铝粉呈现出与普通铝粉截然不同的热氧化特性。

同时,研究了纳米铝粉对复合推进剂的燃烧性能与能量性能的影响,结果表明,纳米铝粉可提高推进剂的燃速和降低压强指数,有利于改善推进剂的燃烧性能,但纳米铝粉的低活性铝含量导致推进剂的爆热值降低。

关键词纳米铝粉;复合推进剂;活性铝含量;燃速;爆热1引言由于纳米金属粉具有尺寸小、比表面积大、表面配位不全等特点,使其表面活性点增多,表面反应面积增大[1]。

将纳米金属粉作为含能组分添加到固体推进剂中,有可能使推进剂的燃烧性能获得较大改善。

关于纳米铝粉在固体推进剂中的应用研究已取得了一定进展,研究发现,将纳米铝粉商品名为添加到固体推进剂中,推进剂燃速大大提高[2]。

然而,纳米铝粉由于活性高,在空气中极易氧化失去活性,从而导致纳米铝粉的性质发生变化。

等[3]认为,纳米铝粉的氧化反应速率比普通铝粉提高了近两个数量级,因此需采用惰性材料对其进行包覆,以保持其高活性。

而关于不同包覆材料的纳米铝粉在推进剂中应用的研究报道较少,基于此,文中研究了不同类型纳米铝粉的自身特性及对推进剂燃烧性能和能量性能的影响。

2实验21实验样品纳米铝粉的化学性质活泼,若其表面未经任何处理,则纳米铝粉在空气中暴露会迅速发生氧化反应甚至自燃而失去活性,因此,需对纳米铝粉进行表面包覆。

在表面包覆物的选择上,采用了与复合固体推进剂组分相容的物质包覆纳米铝粉。

研究所用纳米铝粉包括包覆纳米铝2、包覆纳米铝2、高聚物包覆纳米铝高聚物2、23包覆纳米铝232。

其中,与含量为5,高聚物含量为50,23含量为1。

粉状纳米铝粉的性质见表1。

采用真空浇注工艺制备推进剂药柱,并将推进剂药柱切割为4×4×140的小药条,并用包覆液包覆药条4次,备用。

表1纳米铝粉的性质12平均粒径粒径范围比表面积2·-1松装密度·-3形状180~5040~60008~020球形22推进剂配方实验样品基础配方为701515。

纳米Al粉的结构和性能表征

纳米Al粉的结构和性能表征

第14卷 第3期2006年6月  含 能 材 料CH I N ESE JOURNAL OF ENERGETI C MATER I A LSVol .14,No .3June,2006文章编号:100629941(2006)0320227204纳米A l 粉的结构和性能表征楚 广1,2,唐永建2,楚士晋2,韦建军2,李朝阳2,刘 伟2(1.中南大学冶金科学与工程学院,湖南长沙410083;2.中国工程物理研究院,四川绵阳621900)摘要:采用自悬浮定向流法制备金属纳米A l 粉。

用透射电镜(TE M )、X 射线能量色散谱(E DAX )、X 射线衍射(XRD )、紫外2可见光吸收光谱(UV 2V is )和差示扫描量热2热重法(DS C 2TG )对纳米微晶形貌、粒度、结构和性能进行了研究。

结果表明:纳米A l 粉的平均粒径为50n m,颗粒基本为球形,放置半年后含氧量为8.2%,最大的吸收峰出现在波长为253n m 处。

在A r 气流中,在780℃时纳米铝粉增重约20%,熔化峰位置为654.8℃,熔化吸热为136J ・g -1。

关键词:分析化学;纳米铝粉;性能;热分析;自悬浮定向流法中图分类号:TG113;O65 文献标识码:A收稿日期:2005212201;修回日期:2006203209基金项目:国家自然科学基金(10475069/A0506),中物院面上基金(20050866)作者简介:楚广(1958-),男,博士,高级工程师,长期从事有色冶金及材料研究工作。

e 2mail:chuguang2006@1 引 言纳米A l 粉的制备方法主要有物理法、电爆法[1]和高能球磨(MA )法。

物理法中的常规加热方式有电阻加热、等离子体加热、高频感应加热、电子束加热、激光加热等,并且通过各种加热工艺产生了许多制备纳米铝粉的制作方法[2]。

自悬浮定向流技术[3,4]就是利用高频感应加热金属,采用独特的无接触加热方式,所得到的产物纯度与原料成分完全一致,而且通过调整制备过程中的工艺参数,可以控制金属纳米颗粒的平均粒径和生产效率,非常适合批量生产金属纳米材料和满足各种科学实验的要求。

纳米铝粉单质铝含量测定方法的研究

纳米铝粉单质铝含量测定方法的研究

华中科技大学硕士学位论文纳米铝粉单质铝含量测定方法的研究姓名:***申请学位级别:硕士专业:材料学指导教师:***20090525华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文摘要本文以电爆炸丝法制备的含有高活性铝含量的纳米铝粉作为研究对象,采用气体容量法测量了纳米铝粉中的活性铝含量,分析铝粉反应不完全可能存在的原因。

并在传统的滴定法测量纳米铝粉活性含量的基础上,对锰滴法及铈滴法等实验方法进行改进,探讨体系中酸度、时间等各因素的影响,从而分别以最佳的反应体系进行反应测量活性铝含量。

最后分别采用氧化模型理论计算和Rietveld结构精修的方法计算了纳米铝粉中活性铝的含量。

实验中采用TEM、HRTEM、XRD等手段对纳米铝粉进行了物性表征,电爆法制备纳米铝粉为球形颗粒,粒径大约在20-130nm范围内呈正态分布,具有明显的核壳结构,表面Al2O3壳层厚度大约在3nm左右。

气体容量法测得纳米铝粉中活性铝含量只有75.75%,由TEM及SEAD分析得知纳米铝粉始终反应不完全,这可能与溶液中离子的溶剂化作用有关,离子间相互作用形成离子氛从而限制了离子的行动,使得溶液中OH-不能充分与内部金属铝接触而反应不完全。

锰滴法中,采用无水乙醇作为溶剂,有效抑制了纳米铝粉与水的反应。

同时采用硝酸铁作为氧化剂,在纳米铝粉约50mg左右时,在搅拌反应2h后加入0.1mol/L 的硝酸28mL继续反应约24h,测得纳米铝粉中单质铝含量达到最高,约94.45%。

并通过实验讨论了体系中少量水的存在是必要的,还对酸度、时间等各因素的影响进行了深入的分析。

铈滴法中硫酸高铈溶液的酸度大小对活性铝含量的测量有影响,当酸的浓度为0.15mol/L时,测得的活性铝含量最高为87.70%。

纳米铝粉在低温下慢氧化到一定程度会达到饱和状态,氧化层达到一定厚度停止生长。

对此种核壳结构模型,由HRTEM表征结果设表面Al2O3壳层厚度为3nm,采用数学积分的方法计算内核金属铝的质量分数,得到金属铝的含量为78.79%。

纳米铝粉在炸药中的应用研究进展及趋势

纳米铝粉在炸药中的应用研究进展及趋势

纳米铝粉在炸药中的应用研究进展及趋势摘要:铝粉是火炸药行业中最常用的金属燃料。

纳米铝粉比微米铝粉有高得多的比表面积、反应活性和反应完全性。

因此,将纳米铝粉应用于炸药中,无疑将提高炸药的反应完全性。

但是,我们发现,纳米铝粉对炸药性能的影响,不同研究者常常得出完全不同甚至相反的结论。

纳米铝粉并没有体现出比微米铝粉更优的金属加速能力,纳米铝粉改变了其能量释放结构,提高了装药的能量利用效率。

这些结论矛盾的研究,给读者造成很大的困扰。

关键词:纳米铝粉;炸药;应用;趋势随着科技的不断发展,纳米技术在各个领域得到了越来越广泛的应用。

其中,纳米铝粉在炸药制造领域的应用备受关注。

与传统炸药相比,纳米铝粉炸药具有更高的爆炸能量、更快的爆速和更高的安全性能,因此被广泛应用于军事、民用、生产等领域。

纳米铝粉炸药的制造过程相对传统炸药更为复杂。

首先,需要制备纳米铝粉,这一步通常采用机械球磨法或气相沉积法。

其次,将纳米铝粉与其他炸药成分进行混合,加入适量的燃料和氧化剂,再进行球磨混合,最终得到纳米铝粉炸药。

1概述纳米铝粉是一种具有特殊物理和化学性质的新型材料,其应用领域日益扩展。

目前,纳米铝粉在炸药领域的应用已经得到了广泛关注。

研究表明,纳米铝粉在炸药中的应用可以显著提高炸药的爆炸性能,同时还可以减少炸药的毒性和环境污染。

一方面,纳米铝粉可以增加炸药的能量密度,提高爆速和爆热,使得炸药的爆炸性能得到了显著提升。

另一方面,纳米铝粉可以作为还原剂,与氧化剂共同作用,减少了炸药的毒性和环境污染,使其更加安全和环保。

研究表明,纳米铝粉在炸药中的应用还存在一些问题,如纳米铝粉的制备工艺、稳定性、控制爆炸强度等方面仍需要进一步研究和解决。

同时,纳米铝粉在炸药中的应用也存在着一些技术难题,如如何精确控制纳米铝粉的粒径、形貌和分布等方面需要进一步研究。

因此,未来的研究重点应该放在纳米铝粉在炸药中的应用技术方面,包括纳米铝粉制备技术、纳米铝粉与其他材料的复合技术、纳米铝粉在炸药中的控制技术等方面。

纳米铝粉在炸药中的应用研究进展及趋势

纳米铝粉在炸药中的应用研究进展及趋势

纳米铝粉在炸药中的应用研究进展及趋势郭惠丽;张为鹏;黄亚峰;赵东奎【期刊名称】《爆破》【年(卷),期】2024(41)1【摘要】铝粉是火炸药行业中最常用的金属燃料。

相比微米铝粉,纳米铝粉的比表面积、反应活性和反应完全性都高得多。

因此,将纳米铝粉应用于炸药中,无疑将改善炸药的反应完全性,增加炸药威力,提高弹药的毁伤效能。

本文系统综述了纳米铝粉对爆轰性能、安全性能、工艺性能等多种炸药性能的影响。

就爆轰性能而言,纳米铝粉可以提高混合炸药几乎所有的爆轰参数,包括爆速、爆热、空中爆炸的冲击波超压峰值、水下爆炸的总能量、燃料空气炸药的爆炸压力峰值和爆炸压力上升速率、金属加速能力、纵火能力、作功能力及猛度等,可以全方位提高混合炸药的毁伤效果。

但是,由于部分研究者选用的纳米铝粉有效铝含量差异较大,常常得出不同的结论。

就安全性能而言,纳米铝粉的引入提高了混合炸药的撞击感度、摩擦感度、冲击波感度、热感度等,显著降低了炸药的点火能,并且对常用炸药(如TNT、RDX、HMX、CL-20、NG、TATB等)热分解有促进作用,导致纳米炸药的引入对混合炸药的安全性能有不利影响;就工艺性能而言,在浇注固体炸药体系中,纳米铝粉增加了浇注固体炸药体系的粘度,降低了压装炸药体系中炸药药柱的密度,纳米炸药的引入恶化了混合炸药的工艺性能。

本文指出,由于纳米铝粉的比表面积大、反应活性高,从制备到储存的各个环节极易氧化,造成纳米铝粉的有效铝含量急剧降低,是部分研究者得到错误结论的一个重要原因。

因此,应深入研究纳米铝粉的制备方法和存储条件,使纳米铝粉在炸药中充分发挥效能。

【总页数】13页(P159-171)【作者】郭惠丽;张为鹏;黄亚峰;赵东奎【作者单位】西安近代化学研究所【正文语种】中文【中图分类】TB31;TJ55【相关文献】1.纳米铝粉在炸药中的应用概述2.含微/纳米铝粉燃料空气炸药爆炸特性3.纳米Fe_(2)O_(3)对温压炸药中铝粉爆炸特性的影响4.纳米铝粉掺杂太安炸药的激光烧蚀特性5.纳米铝粉的反应性研究进展及趋势因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

X射线Rietveld法测定纳米铝粉中单质铝的含量

X射线Rietveld法测定纳米铝粉中单质铝的含量

判定 因子 是 修正模型
Rietveld法基础理论

Rietveld法基础理论

Rietveld法基础理论

Rietveld法定量分析基本原理
修正结构

Rietveld法定量分析基本原理

实验步骤
三组样本的制备
X衍射物相确定
全谱拟合定量分析
实验结果分析及结论
实验步骤

电爆法纳米铝粉精修结果
X衍射定量分析常用方法及优缺点

内标法 外标法


K值法
Rietveld法
XRD全谱拟合法(Rietveld法)介绍

多晶衍射结构分析一般过程
衍射数 据处理 直接法 指标化 空间群 分析
粉末衍 射图
晶体结 构模型 Rietveld法 精修
帕特森 法
峰形拟合提取 衍射强度
Rietveld法

X射线Rietveld法测定纳 米铝粉中单质铝的含量
主讲人:蔡鹏
报告提纲 ◆课题介绍及研究意义 ◆X衍射定量分析方法介绍
◆实验步骤
◆实验结果分析
◆总结


报告来源
华中科技大学周玉华硕士毕业论文——X射线 Rietveld法测定纳米铝粉中单质铝的含量及微观应 力的研究
课题介绍


铝粉作用
金属铝粉作为能量添加剂加入到推进剂和炸药等 含能材料中,可以提高推进剂能量和燃烧稳定性, 增强弹药威力和射程。

全称
最小二乘全谱拟合粉 末衍射晶体结构分析 方法 于1969年提出 最初是针对中子衍射 晶体结构分析后发展 到X衍射分析

开始 初始结 构模型 理论图谱 修正 否
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固 体 火 箭 技 术 第3 4卷第 5期
J u a fS l o k t e h oo y o r lo oi R c e c n lg n d T V 13 o 52 1 o. 4 N . 0 1
纳 米 铝 粉 的活 性 评 价 方 法 研 究 进展①
姚二 岗 , 赵凤起 , 安 亭, 高红旭 , 霞 , 郝海 裴
法、 非水溶剂 高锰酸钾滴定 法及硫 酸高铈 法。基 于热分析 参数的活性评价 方法主要采 用 : 氧化起始温度、 最大氧化速率 、 一
定温度 范围 内铝粉 的氧化程度及单位质量铝粉 的热效应 这 4个参数对纳米铝粉的 活性进行综合评价 。分析 了各 自的优 缺 点, 并在此基础上提 出了对不 同纳 米铝粉 的不 同活性表征 方法 。 关键词 : 纳米铝粉 ; 活性评 价 ; 单质铝含量 ; 热分析参数
Ab t a t A c u l fmeh d , r d “ t l c au n m o t n ” a d “ h r la ay i a a tr ”, r u s r c : o p e o to s t me e meal l mi u c n e t n i t e ma n lssp rmee s we e s mma ie o r dt z e t t t e r a t i f AIn n p w e s T e meal l mi u c n e t o a o o d r a e me s r d b a o u t c si e h e ci t o a o o d r . h tl c au n m o tn fAIn n p w es c n b a u e y g v l mer ma vy i s i
vn,o auo s o et em g ao e i me o dcr m(V)up a t t n T ete a aa s aa e r ue e etnn q eu l n p r a a tm tc t da ei I sl t tr i . r l l i prm t s sdt d— sv n n r h n u h e ia o h hm y s n e o
d t n rd c in t r t n ma ed v d d d va d it oa s m ih o t i ai n p r n g n tmer t o sn tra o・ ai — u t i ai y b ii e iie n op ts i d c r ma e t r t , e ma a ao t c me h d u ig wae s s l o e o t o u t o i
70 6 ) 10 5

ห้องสมุดไป่ตู้( 西安近代化学研究所 , 西安
摘要 : 综述 了纳 米铝粉 活性 的 2类评价 方法 : 单质铝含 量法和热分析参数法。单质铝含量的测定方法主要有气体 容量 法、 氧化还原滴定 法、 热重分析法和透射 电镜分析 法, 中氧化还原 滴定法又可分为重铬酸钾滴定法 、 其 水溶剂 高锰酸钾滴定
中图分类号 : 5 2 V 1 文献标识码 : A 文章编号 :0 629 ( 0 0 -630 10 -7 3 2 1 ) 50 0 -6 1
Pr g e s o v l a i n m e h d f t e a t i fAIn n p wd r o r s n e a u to t o s o h c i t o a o o e s v y
Y O E -a g Z A e gq , N Tn , A o gX , O H i i,E ig A r n , H O F n —iA ig G O H n —U HA a— a P I n g x Q
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