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微米级铝颗粒热氧化特性
被引量:
13
1
作者
王架皓
刘建忠
+4 位作者
周禹男
王健儒
许团委
杨卫娟
周俊虎
《含能材料》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第8期667-674,共8页
利用同步热分析技术,以10 K·min^(-1)的加热速率将3种微米铝粉从室温加热至1110℃,分析获得的热重-微商热重-差热分祈曲线,并通过Satava-Sestak积分法计算得到氧化反应的动力学参数及最可几机理函数;利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(...
利用同步热分析技术,以10 K·min^(-1)的加热速率将3种微米铝粉从室温加热至1110℃,分析获得的热重-微商热重-差热分祈曲线,并通过Satava-Sestak积分法计算得到氧化反应的动力学参数及最可几机理函数;利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对不同阶段的氧化产物进行观察分析。结果表明,粒径越小的铝粉,越容易被氧化,其氧化程度也越深。微米铝粉的氧化过程可分为三个阶段:阶段Ⅰ,温度低于550℃,反应非常缓慢,Al颗粒表面的无定形氧化铝层缓慢生长;阶段Ⅱ,550~670℃,氧化层由无定形氧化铝向γ-Al_2O_3转变,新形成的γ-Al_2O_3层不能在Al颗粒表面形成一个连续完整的外壳,裸露的Al与氧气接触,因此在阶段Ⅱ开始时,氧化速率迅速增大,当γ-Al_2O_3层完全覆盖Al核后,氧化速率迅速降低;阶段Ⅲ,670~1110℃,在内部熔融态Al受热体积膨胀及氧化铝由γ-Al_2O_3向α-Al_2O_3转变引起表面积收缩的共同作用下,颗粒表面氧化壳层产生裂缝或破碎,活性Al释放,氧化反应非常剧烈,最终生成稳定的α-Al_2O_3。粒径越小的Al粉,其氧化反应的表观活化能越低,反应越容易进行;3种样品的热氧化反应均符合边界控制模型函数R3:G(α)=G(α)=1-(1-α)^(1/3),温度适用范围550~1110℃。
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关键词
微米铝粉
热氧化特性
动力学
微观形貌
表观活化能
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职称材料
硼基粉末燃料预处理及热氧化特性分析
被引量:
4
2
作者
李超
张力锋
+2 位作者
武冠杰
李悦
胡春波
《固体火箭技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第5期537-542,548,共7页
基于理论分析的方法,确定了硼基粉末燃料预处理材料的选择和用量,然后开展了硼基粉末燃料预处理实验,并对预处理所获得的硼基粉末燃料表面形貌等进行了分析。在此基础上,利用热重分析试验台,对改性硼基粉末燃料在空气气氛中的热氧化特...
基于理论分析的方法,确定了硼基粉末燃料预处理材料的选择和用量,然后开展了硼基粉末燃料预处理实验,并对预处理所获得的硼基粉末燃料表面形貌等进行了分析。在此基础上,利用热重分析试验台,对改性硼基粉末燃料在空气气氛中的热氧化特性进行系统研究,分析了不同改性硼基粉末燃料的热反应特性。研究表明,相比传统液体和固体冲压发动机,硼基粉末燃料冲压发动机具有比冲和密度比冲的优势,且能在较大的空燃比范围内维持较高的燃烧室温度,有利于发动机的稳定工作。硼基粉末燃料中镁的加入,可有效降低粉末燃料的点火温度,并提高硼的氧化程度。
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关键词
粉末燃料冲压发动机
硼基粉末燃料
装填率
热氧化特性
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职称材料
高活性铝钆合金的制备及热氧化特性研究
3
作者
杨林
张兴高
+3 位作者
张良
盖希强
张开创
李剑斌
《爆破器材》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期15-18,共4页
为降低纯铝粉燃料的点火温度,提升体积燃烧热,改善热氧化特性,采用真空感应熔炼法制备了铝钆合金Al-10Gd和Al-2Gd,并破碎成粉制得样品。SEM、EDS图像显示:样品呈片状,元素分布均匀。结合微机全自动量热仪与真密度测试仪对样品的燃烧热...
为降低纯铝粉燃料的点火温度,提升体积燃烧热,改善热氧化特性,采用真空感应熔炼法制备了铝钆合金Al-10Gd和Al-2Gd,并破碎成粉制得样品。SEM、EDS图像显示:样品呈片状,元素分布均匀。结合微机全自动量热仪与真密度测试仪对样品的燃烧热进行测量与计算。结果表明:铝钆合金的质量燃烧热与纯铝粉相当,体积燃烧热要高于纯铝粉,在装药体积有限的情况下可以释放更多的能量。采用同步热分析仪研究了样品的热氧化特性。结果表明:铝钆合金的熔点和初始氧化温度均低于纯铝粉,反应放热至少持续到1 550.0℃以上,增重约60.42%。金属钆会促进铝粉的热氧化,从而降低燃料的着火点,使燃料迅速升温放热。
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关键词
金属燃料
铝钆合金
热氧化特性
燃烧热
着火点
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职称材料
氧化剂包覆硼颗粒对硼基推进剂点火燃烧特性的影响
被引量:
6
4
作者
陈冰虹
刘建忠
+2 位作者
梁导伦
李和平
周俊虎
《含能材料》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第8期774-780,共7页
选取高氯酸铵(AP)、硝酸铵(AN)、硝基胍(NQ)、奥克托今(HMX)4种氧化剂,采用重结晶法包覆硼(B)颗粒,制取了相应的B基推进剂样品。利用热重-差示扫描量热及激光点火试验系统研究了不同氧化剂包覆对B基推进剂点火燃烧特性的影响,设置机械...
选取高氯酸铵(AP)、硝酸铵(AN)、硝基胍(NQ)、奥克托今(HMX)4种氧化剂,采用重结晶法包覆硼(B)颗粒,制取了相应的B基推进剂样品。利用热重-差示扫描量热及激光点火试验系统研究了不同氧化剂包覆对B基推进剂点火燃烧特性的影响,设置机械混合样品作为对照组。结果表明,AP的包覆会使样品发生低温急剧燃烧,从而促进硼颗粒的低温氧化,有效缩短样品的点火延迟时间至330 ms。与机械混合样品进行对照发现,包覆是产生低温急剧燃烧现象的重要原因。AN包覆的B基推进剂样品具有更低的起始反应温度,为327.6℃,但其整体放热性能较差,平均燃烧温度仅为642.8℃。NQ、HMX的包覆能有效提高B基推进剂的燃烧强度,缩短燃烧时间。其中,NQ有利于提高燃烧强度的峰值;而HMX则更有利于整体燃烧强度的提升,其包覆使B基推进剂燃烧时间缩短为2750 ms,平均燃烧温度达到845.5℃,放热量提高至9968 J·g^(-1)。
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关键词
硼基推进剂
氧化
剂
包覆
热氧化特性
点火燃烧
特性
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职称材料
题名
微米级铝颗粒热氧化特性
被引量:
13
1
作者
王架皓
刘建忠
周禹男
王健儒
许团委
杨卫娟
周俊虎
机构
浙江大学能源工程学院
中国航天科技集团
出处
《含能材料》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第8期667-674,共8页
基金
国家自然科学基金资助(51376160)
文摘
利用同步热分析技术,以10 K·min^(-1)的加热速率将3种微米铝粉从室温加热至1110℃,分析获得的热重-微商热重-差热分祈曲线,并通过Satava-Sestak积分法计算得到氧化反应的动力学参数及最可几机理函数;利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对不同阶段的氧化产物进行观察分析。结果表明,粒径越小的铝粉,越容易被氧化,其氧化程度也越深。微米铝粉的氧化过程可分为三个阶段:阶段Ⅰ,温度低于550℃,反应非常缓慢,Al颗粒表面的无定形氧化铝层缓慢生长;阶段Ⅱ,550~670℃,氧化层由无定形氧化铝向γ-Al_2O_3转变,新形成的γ-Al_2O_3层不能在Al颗粒表面形成一个连续完整的外壳,裸露的Al与氧气接触,因此在阶段Ⅱ开始时,氧化速率迅速增大,当γ-Al_2O_3层完全覆盖Al核后,氧化速率迅速降低;阶段Ⅲ,670~1110℃,在内部熔融态Al受热体积膨胀及氧化铝由γ-Al_2O_3向α-Al_2O_3转变引起表面积收缩的共同作用下,颗粒表面氧化壳层产生裂缝或破碎,活性Al释放,氧化反应非常剧烈,最终生成稳定的α-Al_2O_3。粒径越小的Al粉,其氧化反应的表观活化能越低,反应越容易进行;3种样品的热氧化反应均符合边界控制模型函数R3:G(α)=G(α)=1-(1-α)^(1/3),温度适用范围550~1110℃。
关键词
微米铝粉
热氧化特性
动力学
微观形貌
表观活化能
Keywords
micron-sized aluminum powders; thermal reaction characterizationl kinetics; morphology; apparent activation energy
分类号
O614.31 [理学—无机化学]
TB383.3 [一般工业技术—材料科学与工程]
V512 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
硼基粉末燃料预处理及热氧化特性分析
被引量:
4
2
作者
李超
张力锋
武冠杰
李悦
胡春波
机构
西北工业大学燃烧、流动与热结构国家重点实验室
中国人民解放军
出处
《固体火箭技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第5期537-542,548,共7页
基金
国家自然科学基金(51576166).
文摘
基于理论分析的方法,确定了硼基粉末燃料预处理材料的选择和用量,然后开展了硼基粉末燃料预处理实验,并对预处理所获得的硼基粉末燃料表面形貌等进行了分析。在此基础上,利用热重分析试验台,对改性硼基粉末燃料在空气气氛中的热氧化特性进行系统研究,分析了不同改性硼基粉末燃料的热反应特性。研究表明,相比传统液体和固体冲压发动机,硼基粉末燃料冲压发动机具有比冲和密度比冲的优势,且能在较大的空燃比范围内维持较高的燃烧室温度,有利于发动机的稳定工作。硼基粉末燃料中镁的加入,可有效降低粉末燃料的点火温度,并提高硼的氧化程度。
关键词
粉末燃料冲压发动机
硼基粉末燃料
装填率
热氧化特性
Keywords
powder-fueled ramjet
boron based powder fuel
packing ratio
thermal reaction characterization
分类号
V435 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
高活性铝钆合金的制备及热氧化特性研究
3
作者
杨林
张兴高
张良
盖希强
张开创
李剑斌
机构
军事科学院防化研究院
出处
《爆破器材》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期15-18,共4页
基金
装备预先研究项目(30110020502)
国家自然科学基金资助项目(51404279)。
文摘
为降低纯铝粉燃料的点火温度,提升体积燃烧热,改善热氧化特性,采用真空感应熔炼法制备了铝钆合金Al-10Gd和Al-2Gd,并破碎成粉制得样品。SEM、EDS图像显示:样品呈片状,元素分布均匀。结合微机全自动量热仪与真密度测试仪对样品的燃烧热进行测量与计算。结果表明:铝钆合金的质量燃烧热与纯铝粉相当,体积燃烧热要高于纯铝粉,在装药体积有限的情况下可以释放更多的能量。采用同步热分析仪研究了样品的热氧化特性。结果表明:铝钆合金的熔点和初始氧化温度均低于纯铝粉,反应放热至少持续到1 550.0℃以上,增重约60.42%。金属钆会促进铝粉的热氧化,从而降低燃料的着火点,使燃料迅速升温放热。
关键词
金属燃料
铝钆合金
热氧化特性
燃烧热
着火点
Keywords
metal fuels
Al-Gd alloy
thermal oxidation characteristics
combustion heat
ignition point
分类号
TQ560 [化学工程—炸药化工]
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职称材料
题名
氧化剂包覆硼颗粒对硼基推进剂点火燃烧特性的影响
被引量:
6
4
作者
陈冰虹
刘建忠
梁导伦
李和平
周俊虎
机构
浙江大学能源清洁利用国家重点实验室
杭州电子科技大学能源研究所
出处
《含能材料》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第8期774-780,共7页
基金
国家自然科学基金(51106135)
文摘
选取高氯酸铵(AP)、硝酸铵(AN)、硝基胍(NQ)、奥克托今(HMX)4种氧化剂,采用重结晶法包覆硼(B)颗粒,制取了相应的B基推进剂样品。利用热重-差示扫描量热及激光点火试验系统研究了不同氧化剂包覆对B基推进剂点火燃烧特性的影响,设置机械混合样品作为对照组。结果表明,AP的包覆会使样品发生低温急剧燃烧,从而促进硼颗粒的低温氧化,有效缩短样品的点火延迟时间至330 ms。与机械混合样品进行对照发现,包覆是产生低温急剧燃烧现象的重要原因。AN包覆的B基推进剂样品具有更低的起始反应温度,为327.6℃,但其整体放热性能较差,平均燃烧温度仅为642.8℃。NQ、HMX的包覆能有效提高B基推进剂的燃烧强度,缩短燃烧时间。其中,NQ有利于提高燃烧强度的峰值;而HMX则更有利于整体燃烧强度的提升,其包覆使B基推进剂燃烧时间缩短为2750 ms,平均燃烧温度达到845.5℃,放热量提高至9968 J·g^(-1)。
关键词
硼基推进剂
氧化
剂
包覆
热氧化特性
点火燃烧
特性
Keywords
boron-based propel lant
oxidant
coating
thermal oxidation characteristics
ignition and combustion characteristics
分类号
V512 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
微米级铝颗粒热氧化特性
王架皓
刘建忠
周禹男
王健儒
许团委
杨卫娟
周俊虎
《含能材料》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
13
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职称材料
2
硼基粉末燃料预处理及热氧化特性分析
李超
张力锋
武冠杰
李悦
胡春波
《固体火箭技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
4
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职称材料
3
高活性铝钆合金的制备及热氧化特性研究
杨林
张兴高
张良
盖希强
张开创
李剑斌
《爆破器材》
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
在线阅读
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职称材料
4
氧化剂包覆硼颗粒对硼基推进剂点火燃烧特性的影响
陈冰虹
刘建忠
梁导伦
李和平
周俊虎
《含能材料》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
6
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职称材料
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