纳米铝粉氧化反应特性研究进展
纳米铝粉的活性评价方法研究进展
固 体 火 箭 技 术 第３ ４卷第 ５期
纳米铝热剂的研究进展
万方数据万方数据万方数据增刊周超等：纳米铝热剂的研究进展·７·微有点高，见表２。
表２Ｆｅ：ＱＩＡｌｌＶｉｔａａＡ体系的感度图１溶胶一凝胶法制备的纳米Ｆ乜０３／Ａ１／ＶｉｔｏｎＡ铝热剂的微观结构纳米Ｆｅｚ０３／Ａｌ／ＶｉｔｏｎＡ铝热剂的燃烧速度快而且剧烈，伴有大量的光、热和烟，甚至还有自燃的现象，但具体原因还未确定［２２讨论和展望制备纳米铝热剂的方法不断在发展，其目标是制备出粒径小、纯度高、分散性好、易于工业化生产的纳米复合粒子。
但从上所述可看出现有的各种制备方法各有优点和不足：（１）固相反应法具有设备和工艺简单等优点。
但是固相反应法通常需要在高温下进行，伴随着反应的进行，反应物和产物的物理化学性质将会变化，而且也不适合工业化生产；（２）抑制反应球磨法具有处理时间短、反应过程易控制、可批量生产等优点，但是也具有易造成无机粒子的晶型破坏、包覆不均匀等缺点，而且一般要求母粒子在微米级，并需要事先制备单一超细粒子；（３）自组装法具有原位自发形成、热力学稳定、制作方便简单等优点，但是此法也存在生产成本高、合成周期长加上有机溶剂毒性大等缺点，不适合工业生产；（４）溶胶一凝胶法是制备纳米铝热剂的优秀方法。
但此法也存在所用有机溶剂有毒性、合成周期长、粉体团聚以及不易制备碱金属纳米氧化物等缺点。
今后的研究中需大力发展溶胶一凝胶法与其他方法结合的一些廉价、高效、环保的新方法；（５）虽然喷雾热分解法制得的纳米铝热剂产品纯度高，分散性好，粒度均匀可控，但生成的纳米粒子中有许多空心粒子且组分分布不均匀，目前也不适合工业化生产。
可以看到，以上所述的各种制备方法没有一种方法真正满足工业化生产的高效、廉价、环保的要求。
且目前的制备研究中仍有许多理论和实践问题有待解决。
这些问题主要是：缺乏合成纳米复合颗粒的过程机理，以及控制颗粒的形状、性能、分布的理论研究；纳米铝热剂在空气中极易吸湿、团聚；制备工艺还不够先进，成本较高。
纳米氧化铝的研究进展
1．5纳米氧化铝的研究进展1．5．1氧化铝的性质氧化铝是化学键力很强的离子键化合物。
它有八种同质异形晶体：Q、B、Y、0、q、8、K、X-A1203，其中主要的也是在工业中得到重要应用的是Q．A1203、B．A1203 和Y．A1203---种晶型。
Y—A1203为低温稳定相，Q．A1203是熔点2050。
C以下唯一的在任何温度下都会稳定存在的相态，其它相态均为过渡相或不稳定相【74】。
Y．A1203属于立方晶系，尖晶石型结构，其中氧原子呈面心立方密堆积，铝原子不规则地排列在由氧原子围成的八面体和四面体孔穴中。
它的密度为3．30．3．639／cm3，只在低温下稳定，在高温下不稳定，它不溶于水，但溶于酸或碱。
y．A1203比表面很大，约为200．600m2／g，具有强的吸附能力和催化活性，广泛用于吸附剂、催化剂和催化剂载体[751OB．A1203是一种氧化铝含量很高的多铝酸盐，它的化学组成可近似地用RO．6A1203或R20．1 1A1203来表示(RO为碱土金属氧化物，R20为碱金属氧化物)，其结构由碱土金属或碱金属离子层尖晶石结构单元交替堆积而成，氧离子排列成立方密堆积结构，Na+ 完全包含在垂直于c轴的松散堆积平面内，在这个平面内可以很快扩散，呈现离子型导电，称钠离子导体。
因此，13．A1203是一类重要的固体电解质【75J。
Q．A1203属于三方晶系，刚玉型结构，该结构可以看成氧离子按六方紧密排列，即ABABAB一二层重复型，而铝离子有序的填充于2／3的八面体间隙中，使其化学式成为A1203。
Q．A1203熔点为2050。
C，密度为3．90-4．019／cm3，模氏硬度为9。
它的化学性质稳定，不溶于水，也不溶于酸或碱，耐腐蚀且电绝缘性好，广泛应用于高硬度研磨材料、陶瓷材料、耐火材料和集成电路的基板等【75，76】。
第五章氧化铝碳纳米管一维纳米复合材料制备5．1引言碳纳米管(CNTs)自1990年被发现以来【l】，一直是科学界关注的焦点。
纳米氧化铝的研究
纳米氧化铝的研究及应用[摘要]纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术，纳米科学与技术将对其他学科、产业和社会产生深远的影响。
文章概述了纳米氧化铝的结构、性能、用途、制备等方面，更深入地了解了纳米氧化铝材料，并展望了纳米氧化铝材料的应用前景。
[关键字]纳米氧化铝 结构 性能 用途 制备方法[前言]近年来, 纳米氧化铝材料备受到人们普遍关注,其广阔的应用前景引起了世界各国科技界和产业界的高度关注，因此作为21世纪具有发展前途的功能材料和结构材料之一，纳米氧化铝材料一直都是纳米材料研究领域的热点。
1 纳米氧化铝的结构与性质Al 2O 3有很多同质异晶体，常见的有三种，即：α- Al 2O 3、β- Al 2O 3、γ- Al 2O 3。
除β- Al 2O 3是含钠离子的Na 2O-11Al 2O 3外,其他几种都是Al 2O 3的变体。
β- Al 2O 3、γ- Al 2O 3晶型在1000~1600℃条件下，几乎全部转变为α- Al 2O 3 。
① α-Al 2O 3α- Al 2O 3为自然界中唯一存在的晶型，俗称刚玉。
天然刚玉一般都含有微量元素杂质，主要有铬、钛等因而带有不同颜色。
刚玉的晶体形态常呈桶状、柱状或板状，晶形大都完整，具玻璃光泽。
α- Al 2O 3属六方晶系，氧离子近似于六方密堆排列，即ABAB ˖˖˖二层重复型。
在每一晶胞中有4个铝离子进入空隙，下图为α- Al 2O 3结构中铝离子填入氧离子紧密堆积所形成的八面体间隙。
由于具有较高的熔点、优良的耐热性和耐磨性，α- Al 2O 3被广泛的应用在结构与功能陶瓷中。
② β- Al 2O 3β- Al 2O 3是一种含量很高的多铝酸盐矿物，它不是一种纯的氧化铝，其化学组成可近似用MeO-6 Al 2O 3和Me 2O-11Al 2O 3表示（MeO 指CaO 、BaO 、SrO 等碱土金属氧化物；Me 2O 指的是Na 2O 、K 2O 、Li 2O ）。
纳米氧化铝的制备及其应用研究
纳米氧化铝的制备及其应用研究随着科技不断发展，纳米材料已经成为研究的热点之一。
纳米氧化铝作为一种典型的纳米材料，其制备及应用也备受关注。
本文将探讨纳米氧化铝的制备及其应用研究现状。
一、纳米氧化铝的制备1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是纳米氧化铝制备的一种常见方法。
该方法是将溶胶和凝胶相互转化制备纳米材料。
溶胶是一种均匀的溶解液体，而凝胶则是静置后，具有凝固状态的胶状物。
溶胶的制备一般使用金属有机化合物或金属盐等作为原料。
通过加入催化剂、保护剂等辅助剂，可以调节物质反应和氧化过程的速度及方向，从而制得不同质量的氧化铝材料。
2. 水热法水热法是一种简单、易操作、易于扩大生产的制备纳米氧化铝方法。
该方法主要利用水在高温高压状态下具有很强的溶解性，可以将较难溶解的物质转化为可溶物质。
在水热条件下进行反应，可以制备出具有较高结晶度、均匀粒径分布的氧化铝纳米材料。
3. 气相沉积法气相沉积法是利用高温高压下气体分解反应制备纳米氧化铝的方法。
该方法通常是通过化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）获得所需的气体和沉积材料。
通过调节反应温度、气体浓度、反应时间等工艺参数，可以制备出具有不同尺寸和形态的氧化铝纳米材料。
二、纳米氧化铝的应用1. 电子材料纳米氧化铝具有优异的电学性能，如高介电常数、低损耗、高绝缘强度等。
因此，纳米氧化铝被广泛应用于电子材料领域。
例如，纳米氧化铝可用于制备压敏电阻、介电层等电子元件。
2. 光学材料纳米氧化铝材料在光学材料中也具有广泛应用。
通过控制纳米氧化铝的粒度，可以调节其光学性质，如透过率、反射率等。
此外，纳米氧化铝还可以作为光致变色材料、高光谱材料等。
3. 磁性材料在磁性材料领域，纳米氧化铝也具有一定的应用价值。
将纳米氧化铝与磁性材料复合，可以有效改善其性能，例如提高介电常数、阻抗等。
此外，纳米氧化铝还可以作为电磁屏蔽材料等。
4. 生物医药材料近年来，纳米氧化铝在生物医药领域也得到了广泛研究。
纳米氧化铝的制备方法研究进展
边界条件并且可 以降低计算 时间。 由于生物个体 、组 织及 其功 能各 有不 同，边 界和 初始 条
件的复杂多样 ，以及在不同的生物组 织或器 官 中能量场分 布 形式 的不 同，因此普遍认为生物系统 的传热 问题 汇集 了最 为 繁杂的热传导机制 。正 因如此 ，人们 还需要 投人 大量 的精 力 去 深 入 拓 展 生 物 传 热 学 的相 关 研 究 。
工业上常用烧 结法 和拜 耳 法制 备纯 氧化 铝 。 目前 已知，分别用 希 腊字母的形 式命 名 为 ： —Ａ１２Ｏ３，－ｙ—Ａ１２Ｏ３，８一Ａ１２Ｏ３， — Ａ１２Ｏ３，Ｋ—Ａ１２Ｏ３，０一Ａ１２Ｏ３，ｘ—Ａ１２Ｏ３，Ｐ—Ａ１２Ｏ３。其 中 Ｏｔ一 氧化铝是最稳定 的 ，当加热温度超过 １，０００摄 氏度时 ，它们最 终都会逐步转变 成这 种 晶型。还有 一种 人们 常提到 的 Ｂ型 氧化铝 ，这种 晶型不是 氧化 铝 的同分 异构 体 ，它 只是 一种 铝 酸盐 ，人们在 炼制 玻璃 时 ，在窑 炉壁 上耐 火材 料 中发 现这 种 物质 ，当时忽 略了 Ｎ％０的存 在 ，被误认 为是氧化 铝的一种 异 构体 ，Ｂ 一氧化铝这一名称就一直沿 用至今。
【关键词 】纳米氧化 铝 ；制备 方法 ；研 究进展 【基 金项 目】本 文为广西高校重点 学科材料物理 与化学开放 课题 资助项 目与百 色学院特 色研 究 团队科研 支持项 目研 究成 果。 【作 者简介 】武志富（１９６７一），男 ，山西人 ；百 色学院材料科 学与工程 学院副教授 ，博 士；研 究方 向：功能纳米材料
— １０３７
［３］巫 良杰．一类热传 导方程 源项识 别反 问题 ［Ｊ］．四川 理工 学院学报 ，２０１１，２４（３）：２８６～２９２ ［４］Ｊａｍｉｌ Ｍ ，Ｎｇ Ｅ Ｙ Ｋ．Ｒａｎｋｉｎｇ ｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｉｎ ｂｉｏｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｕｓｉｎｇ Ｔａｇｕｃｈｉ ａｎａｌｙｓｉｓ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｓｃｉ·
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。
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纳米铝粉氧化反应特性研究进展李鑫;赵凤起;徐司雨;姚二岗;安亭;李猛;巨荣辉【摘要】纳米铝粉具有高的表面活性，在不同氧化剂中表现出不同的热反应性能，有必要对纳米铝粉在氧化剂中氧化反应特性作深入研究。
详细综述了纳米铝粉在空气中的氧化反应特性，主要内容包括纳米铝粉室温Caberra-Mott氧化失活机理，纳米铝粉动态氧化过程3个阶段，纳米铝粉由相变和内外压差引起壳层破裂的点火燃烧机理；分析并比较了纳米铝粉动态氧化与点火燃烧之间的区别；讨论了纳米铝粉在水中低温与高温下的氧化反应特性，纳米铝粉在其他氧化剂中的氧化反应特性；指出纳米铝粉在不同氧化剂中氧化反应特性的研究方向；分析认为该研究不仅为纳米铝粉活性保护提供依据，而且对纳米铝粉在推进剂及炸药中的应用研究具有理论指导意义。
%Nano-aluminum powders possess a high surface activity and exhibit different thermal reaction properties in different oxidants,so itis necessary to further study the thermal performance of nano-aluminum powders in different oxidation agents. The characteristics of oxidation reaction for nano-aluminum powders in the air were summarized in details,and the main contents are as follows:the mechanism of Caberra-Mott oxidation at room temperature,three stages of dynamic oxidation reaction,the mechanism of ignition and combustion caused by shell rupture due to phase transition or inner and outer pressure difference. The distinction be-tween dynamic oxidation reaction and the mechanism of ignition and combustion was analyzed and compared. The characteristicsof oxidation reaction for nano-aluminum powders in water at low and high temperature as well as in other oxidants were discussed.It is believed thatthe study for oxidation reaction not only provides a basis for the protection of nano-aluminum powders,but has theoreti-cal significance for the application of nano-aluminum powders in propellants and explosives.【期刊名称】《固体火箭技术》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】9页(P360-368)【关键词】纳米铝粉;氧化反应;机理;研究进展【作者】李鑫;赵凤起;徐司雨;姚二岗;安亭;李猛;巨荣辉【作者单位】西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室，西安 710065;西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室，西安 710065;西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室，西安 710065;西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室，西安 710065;西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室，西安 710065;西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室，西安 710065;西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室，西安 710065【正文语种】中文【中图分类】V5120 引言纳米铝粉是指颗粒尺寸在1～100 nm的位于原子簇和体相之间的超细粉体。
由于纳米铝颗粒的小尺寸效应和表面界面效应、颗粒表面的键态和电子态与颗粒内部不同、表面原子配位不全等特点，导致纳米颗粒表面活性点增加，使得纳米铝粉具有很高的化学反应活性，可与不同氧化剂发生化学反应[1-2]。
在纳米铝粉生产过程中，关键的步骤是对纳米铝粉进行钝化处理，一般是通入极少量的氧气来处理，之后真空包装封存。
在存储过程中，纳米铝粉会发生缓慢氧化，开袋以后，纳米铝粉室温氧化趋于稳定，纳米铝粉表面壳层厚度基本在3 nm附近，但由于空气中湿度及其他因素的影响，纳米铝粉会进一步发生氧化失活，壳层厚度继续增加[3-4]。
纳米铝粉的应用非常广泛，纳米铝粉/水基燃料是目前研究发展的重点，这是由于纳米铝粉/水混合物的燃烧速度和燃烧效率表现出极佳的性能[5]。
同时，纳米铝粉作为传统固体推进剂及火炸药中的高能组分，其与高氯酸铵(AP)、硝酸铵(AN)、黑索今(RDX)、奥克托今(HMX)等氧化剂会发生强烈的化学反应，并放出大量的热。
从上述可看出，纳米铝粉从制备、存储到实际应用整个环节，一直与各种氧化剂发生不同氧化反应。
因此，有必要对纳米铝粉在不同氧化剂中的氧化反应特性作具体深入研究。
但从目前研究情况来看，纳米铝粉在空气中从室温氧化到高温燃烧的热反应特性没有进行过系统研究；同时，单纯纳米铝粉在水中及其他氧化剂中的氧化反应特性报道也比较少。
鉴于此，本文综述了纳米铝粉在空气、水及其他不同氧化剂中的氧化反应机理及过程，为纳米铝粉活性保护及其应用研究提供理论依据。
1 纳米铝粉在空气中的氧化反应特性1.1 纳米铝粉室温失活氧化机理纳米铝粉具有很强的活性，未包覆的单质铝颗粒由于活性太强，和空气接触就发生燃烧。
所以，室温失活过程研究的对象是表面钝化的纳米铝粉，即表面包覆有一层极薄的氧化铝壳(≤1 nm)。
通常在制备纳米铝粉的过程中，通入0.5%氧气进行钝化处理。
室温氧化机理：Caberra-Mott氧化理论[6]认为，当纳米铝粒子氧化时形成的极薄Al2O3膜将金属铝和氧隔开，接着电子通过隧道效应从金属铝原子转移到薄氧化膜外表面吸收的氧原子上，在薄膜的两端表面上聚集金属阳离子Al3+和氧阴离子，结果在Al2O3膜中形成了均匀电场，如此形成的电场驱动金属阳离子Al3+穿过Al2O3膜以维持Al2O3膜的生长，如图1所示。
氧化层电场的大小与氧化速率有着密切的关系[7]，即金属氧化速度是由金属阳离子Al3+和电子迁移速度决定的，其中迁移慢者为控制步骤，它的动力学将决定氧化的动力学规律。
对于纳米铝粉在室温下的氧化，Mott理论认为铝离子的迁移阻力大于电子的迁移阻力。
因此，铝离子的迁移成为金属氧化的控制步骤。
此时，纳米铝粉的氧化符合以下反对数规律，即：(1)式中 A为金属离子脱离金属的晶格进入氧化膜所需的功；Z为离子的价数；a为势垒间距；y为氧化层厚度；E为电场强度；e为电子能量；k为波耳茨曼常数；T为温度；t为时间。
当纳米铝粉表面氧化膜达到一定厚度时，金属铝离子Al3+的迁移停止，氧化膜不再生长，纳米铝粒子氧化膜厚度达到极限值。
纳米铝粉室温氧化机理见图1。
图1 纳米铝粉室温氧化机理Fig.1 Mechanism of oxidation for nano-aluminum powders at room temperature由文献计算得知，在室温下，开始氧化膜为1 nm时，氧化膜的生长率近似为105 m/s，是极快的；当氧化膜厚度超过3 nm时，生长率为10-16 m/s以下，低于Caberra-Mott所给出的停止速率。
因此，氧化膜的室温极限厚度为3 nm。
这与曾亮[3]研究的粒径小于70 nm时，其氧化层厚度存在一个3.02 nm的极限值相一致。
同时，在室温下，氧化膜长到1、2、3、4 nm所需的时间分别为0.2×10-15、40、2.4×107 s(40周)、600年，这与根据反对数规律计算的数据基本吻合。
纳米铝粉在制备过程中，经过钝化处理保存，开袋以后，室温下纳米铝粉的氧化趋于稳定，纳米铝粉的壳层厚度基本都在3 nm附近。
文献[8]研究结果指出，该氧化物薄膜主要由八面体的Al(O1/6)6及四面体的Al(O1/4)4混合而成，氧化膜的平均质量密度是晶体Al2O3的3/4。
然而，由于纳米铝粉中杂质的存在以及环境湿度的影响，壳层往往会继续增厚，文献[3]报道，当粒径大于70 nm时，由于铝粉中Fe和Cu杂质的含量较高，使致密的氧化铝保护层嵌进氧化铁及氧化铜，从而导致铝粉的氧化继续往深处进行，氧化层随粒径增大而变厚，其变化规律符合双指数关系。
李颖[4]研究了湿度对纳米铝粉活性的影响，当空气中湿度足够高时，纳米铝粉氧化膜可能发生以下反应：Al2O3+H2O2AlOOH；2Al+4H2O2AlOOH+3H2。
这种水合作用会使A1—O—Al键分裂，并形成A1—OH键。
大量的水解作用最终会产生许多氢氧化物，如A1OOH和Al(OH)3，它们在室温下热力学稳定性比Al2O3要好，这些氢氧根离子的产生，将促进氧在铝粉内部缺陷(比如位错或晶界)的传输，从而使得纳米铝粉进一步发生氧化，整个过程如图2所示。
图2 表面钝化纳米铝粉水解过程Fig.2 Hydrolytic process of oxide coated nano-aluminum particles从上述可知，纳米铝粉室温失活过程影响因素可分为内部因素与外部因素2个方面，主要包括纳米铝粉内部缺陷、表面状态、粒径和形态、初始氧化层厚度、包覆层种类及厚度、环境湿度、酸碱度及存储时间等。
而Mott机理仅描绘了表面钝化的纳米铝粉的室温失活过程，并没有考虑其他诸多因素的影响。
因此，要完全理解纳米铝粉室温失活过程，必须综合内部因素和外部因素的影响规律,构建控制纳米铝粒子氧化过程的多因素模型；通过深入研究纳米铝粒子氧化动力学规律,建立其氧化动力学模型,从理论上对纳米铝粒子室温氧化机理进行深刻认识，从而为纳米铝粉活性保护提供理论依据。
1.2 纳米铝粉动态氧化反应在低加热速率下，纳米铝粉氧化反应通常呈现以下3个阶段[9]：第1次剧烈氧化(550 ℃左右)、氧化反应平缓期(600 ℃左右)以及第2次剧烈氧化(660 ℃以上)，其典型纳米铝粉动态氧化过程如图3所示。