复合结构对微纳金属粉/单质硝胺炸药复合含能材料性能影响的研究进展

为了研究微纳米金属粉对单质硝胺炸药性能的影响和机理,总结了微纳米金属粉与单质硝胺炸药不同复合方式(如机械混合、核-壳包覆、金属嵌入和其他复合方式)下不同的微纳米金属粉对不同单质硝胺炸药的作用;分析了复合含能材料中金属粉粒径和含量等变化对不同单质硝胺炸药热分解特性和感度性能的影响;讨论了微纳米金属粉与单质硝胺炸药不同复合方式和制备方法对复合含能材料性能的影响。最后建议复合含能材料今后的研究重点为:拓展新的微纳米金属粉进行研究;深化微纳米金属粉与单质硝铵炸药之间的相互作用;研究新的含能材料复合结构;综合机器学习设计筛选新型复合含能材料和开拓含能复合材料工程方面应用的研究。附参考文献103篇。

典型金属粉末对FAE冲击波效应和热毁伤性能的影响

为了探究典型金属粉末对燃料空气炸药(fuel air explosive,FAE)冲击波效应和热毁伤性能的影响,采用20 L球形液体爆炸测试系统并结合比色测温方法,深入研究了不同金属粉种类和含量下环氧丙烷(epoxypropane,PO)的燃爆特性、火焰结构及温度分布特征。实验结果表明:纯环氧丙烷的最佳质量浓度为780 g/m^(3),最大爆燃超压Δp_(max)=0.799 MPa,最大压力上升速率(dp/dt)_(max)=52.438 MPa/s。添加Al粉、Ti粉和Mg粉的环氧丙烷最大燃爆超压、最大压力上升速率和最大火焰平均温度均随着金属粉末质量比(I)的增加而增大,而最大压力上升时间的变化趋势则与之相反;最大燃爆超压和最大火焰平均温度的变化规律一致,从大到小依次为:Al/PO、Mg/PO、Ti/PO,且当金属粉的质量比I=40%时,3种固-液混合燃料的?pmax值相较于纯环氧丙烷分别增加了12.00%、8.41%和11.54%;此外,最大压力上升速率和燃烧速率的变化规律一致,从大到小依次为:Mg/PO、Al/PO、Ti/PO,且当金属粉的质量比I=40%时,3种固-液混合燃料的(dp/dt)max值相较于纯环氧丙烷分别增加了41.91%、39.60%和45.29%。研究结果表明,不同高能金属粉末在改善环氧丙烷燃爆性能方面各有优势,在FAE的配方设计时,应根据毁伤性能指标合理选择金属粉末作为含能添加剂。

氢化法制取稀土金属粉工艺试验

与常规的机械破碎法相比,氢破制粉工艺具有较多优势,例如HD(Hydrogen De-crepitation)粉,其是一种十分脆的氢化物,该方法不仅简化了工艺流程,还降低了破碎成本、提高了破碎效率,文章针对氢化法制取稀土金属粉末工艺中存在的吸氢不完全或者过量吸氢造成的稀土收率低等问题,采用三因素三水平正交实验法研究了氢化制粉的最佳工艺条件,对氢化温度,金属粒度,氢气压力进行实验对比,结果表明氢化温度370℃,金属剪切粒度为2cm,氢气压力为0.05MPa为最合理氢化条件,并且研究匹配的球磨条件,为制取特定粒度的稀土金属粉探明了工艺条件。

金属粉芯焊丝气体保护焊在LNG工程中的应用

某LNG工程的结构中存在大量的单面焊焊缝,传统的施工工艺对于单面焊坡口采用焊条电弧焊进行打底,其焊接效率低下,限制了施工效率。通过将金属粉芯焊丝气体保护焊代替焊条电弧焊用于打底焊,在达到相同焊接质量的同时极大地提高了打底焊的效率。该工艺在LNG项目中进行了全面的推广使用,在保证焊接质量的同时促进了项目的顺利开展。

金属粉芯打底焊接工艺开发

海洋工程钢结构建造中存在较多全熔透单面焊焊接接头,多家海洋工程建造头部公司对于该类接头打底通常采用日本神钢的打底焊条进行焊接。但该打底工艺效率较低,自动化水平低,工人劳动强度大,工艺稳定性受人为因素影响大,逐渐难以适应目前工程建设施工高效率、高质量的需求。基于此现状,开展了对金属粉芯打底焊接工艺的研究工作。金属粉芯打底焊接工艺采用盘状焊丝,半自动送丝机构妥善解决了焊条电弧焊接头多的缺点,其焊接施工效率和质量有了明显提高,具备广泛推广应用的可行性。

金属粉芯气体保护焊在LNG陆地终端模块上的应用实践

LNG陆地终端模块的主结构存在大量节点结构,焊缝数量多,空间受限,且为主要受力结构,急需应用高质高效的焊接技术,金属粉芯焊丝气体保护焊便是最佳选择之一。对金属粉芯焊丝气体保护焊工艺进行了简单介绍,同时根据多年的节点施工经验,总结了金属粉芯焊丝气体保护焊工艺在LNG陆地终端模块节点上的施工要点,最后总结了LNG陆地终端模块节点焊接变形控制要点。

金属粉芯药芯焊丝的研制

本文以天津大桥集团的THY-70MC为例,介绍了金属粉芯药芯焊丝的特点和设计方法。金属粉芯药芯焊丝是在焊丝芯线外面包覆药芯粉末,药芯粉末由多种合金元素粉末混合而成,可提高焊接性能。文中针对不同配方的药芯粉末进行了角焊缝试验,测试了焊接冷裂敏感性、焊接热裂敏感性等性能。通过试验结果分析,找到了最佳的药芯配方。最优配方的药芯焊丝与国外同类型产品进行了对比试验,证明本文研制的焊丝性能优异。本研究通过合理设计药芯配方,研制出性能优异的金属粉芯药芯焊丝。该焊丝性能好、稳定可靠,可广泛应用于工业焊接。

复合粉、金属粉喷涂色差原因分析及控制措施

相比单一组分的素色粉末而言,复合粉、金属粉是由不同比重、不同颜色的双组分或多组分粉末颗粒以及金属铝粉混合绑定而成。在铝型材涂装生产过程中,复合粉、金属粉类喷涂产品的生产操作难度大,颜色不稳定,极易产生色差,易导致二次返工甚至报废,增加了生产制造成本。本文充分结合该类粉末的导电吸附特性,详细分析了生产过程中色差产生的原因,通过使用新设计的隔离粉桶,并对静电电压、枪距、链速、挂料方式等各个关键环节进行管控,从而确保产品颜色均匀稳定。

马氏体时效金属粉芯焊丝堆焊金属热处理工艺分析

针对马氏体时效金属粉芯焊丝堆焊金属热处理工艺展开探讨,从时效处理技术入手,介绍了金属热处理工艺试验内容及其结果,并进一步分析了金属粉芯焊丝合金元素对堆焊硬度的影响。明确了最佳固溶处理工艺、时效工艺,以及不同合金元素含量对于堆焊处理效果的影响特点。研究结果可应用于实际金属粉芯焊丝堆焊处理过程中,也可为相关技术研究提供参考。

纳米α-Fe金属粉合成

本文探讨了一种新的纳米α－Fe金属制备方法。在乳化剂PG参与下，从铁盐溶液中沉淀析出FeC2O4·2H2O作前驱体，经热分解、氢气还原和表面钝化处理，制备出轴比1～3（长短径比），长径约50nm的椭球或短棒状α－Fe金属磁粉。其主要磁性能，比饱和磁化强度σs在137．3～1575A·m2·kg－1（emu·g-1）之间，矫顽力Hc在31．8～43．3kA·m－1（400～544Oe）之间。

纳米金属粉在火炸药中应用进展

高活性、高热值纳米金属粉的应用是提高火炸药产品性能的重要途径。综述了纳米金属粉对推进剂、凝聚相炸药、云爆炸药、铝热剂的性能提高作用,总结了纳米金属粉的几种改性方法,如纳米金属/聚合物复合、纳米金属/炭复合、小分子助剂表面包覆、高分子聚合物表面接枝、气相沉积、颗粒微观整形等,指出了纳米金属粉应用研究的重点方向:纳米硼粉、纳米锆粉、复合纳米铝粉。

纳米金属粉对HMX热分解特性的影响

运用高压差示扫描量热法和热重法研究了普通级以及纳米级的铝、镍、铜金属粉对于HMX热分解特性的影响 ,结果表明 ,纳米铜对于HMX的凝聚相分解作用最明显 ,且这种催化作用会由于纳米铜含量的减少或体系压强的增大而变弱。基于恒温DSC实验数据计算得到的活化能结果 ,提出了纳米铜对于HMX热分解的一次催化 。

纳米金属粉对高氯酸铵热分解动力学的影响

用TG和DSC研究了普通级和纳米级的铝、镍金属粉对普通高氯酸铵热分解特性的影响 .结果表明 ,普通级和纳米级铝粉对普通高氯酸铵热分解几乎没有影响 ,纳米镍粉对普通高氯酸铵的热分解 ,特别是高温阶段的促进作用最明显 .这种促进作用随着纳米镍粉含量的减少而逐渐减弱 .利用Coats Redfern积分法计算了超细高氯酸铵热分解的动力学参数 ,结果显示纳米镍粉使超细高氯酸铵热分解的表观活化能从 15 7.9kJ/mol下降为134.9kJ/mol,而其热分解的机理函数都同属于“成核和核成长”的Avrami Erofeev方程系列的函数 ,同时还探讨了纳米镍粉对高氯酸铵热分解促进作用的机理 .

新一代润滑剂——超细金属粉固体润滑剂

润滑油是机械运转的血液,机械和装备的使用寿命和经济性与油料的质量性能和合理使用有密切关系.众所周知,在润滑油中加入减摩剂可提高其抗摩性能,减少摩擦阻力,延长机器部件的使用寿命.目前减摩剂的品种繁多,但大体可分为两类:一类为油溶性有机化合物,它们易与润滑油混合,可均匀地加入各类润滑油中,有效改变润滑油的品质,但在摩擦过程中可能产生有害成份,特别是当油温较高时,可能对有色金属(如含银、锡)的轴承材料起腐蚀作用;有些油溶性有机添加剂易分解消耗,需不断补充.

纳米金属和复合金属粉对AP/HTPB推进剂热分解的影响

用热分析法(DTA)研究了纳米金属和复合金属粉(Cu,N i,A l,N iCu,N iCuB,N iB)对AP/HTPB推进剂热分解的影响。结果表明,纳米金属和复合金属粉对HTPB推进剂的热分解具有明显的催化作用。纳米铜粉使AP/HTPB推进剂的低温和高温热分解温度分别降低了51.6℃和33.6℃,DTA表观分解热增大为3.7kJ.g-1,催化效果十分显著。纳米铜粉和含铜的纳米复合金属粉(N iCu和N iCuB)的催化效果强于其他纳米金属粉。纳米金属粉主要通过催化AP/HTPB推进剂中AP的热分解,表现出对HTPB推进剂具有较好的催化效果。

纳米金属粉对高氯酸铵热分解特性的影响

用差热分析法研究了纳米金属粉对高氯酸铵 (AP)热分解的影响。结果表明 ,质量分数为 5 %的纳米铜粉、镍粉和铝粉可以使AP的高温分解温度分别降低 130 2、112 9和 5 1 8℃ ,显示出对AP高温分解反应很好的催化活性 ,并使表观分解热明显增大。纳米铜粉可使AP的低温分解温度降低 35 1℃ ;而纳米镍粉和铝粉却使AP的低温分解温度有所上升 ,表现出对AP低温分解反应具有一定的阻碍作用。研究表明 ,微米级金属粉对AP高温分解反应的催化作用明显小于纳米金属粉 ,但微米级金属粉均可降低AP的低温分解温度。增加纳米金属粉的含量可以增强对AP的高温分解反应催化作用 。

金属粉芯型药芯焊丝熔滴过渡及飞溅观察分析

采用高速摄影技术对金属粉芯型药芯焊丝的熔滴过渡及飞溅进行观察分析,总结了金属粉芯型药芯焊丝在试验参数下的熔滴过渡类型和特征以及飞溅类型和特征,阐述了熔滴过渡特征以及飞溅特征产生的原因.结果表明,采用100%CO2气体保护时,焊接过程中电弧电压波动较大,熔滴过渡不稳.以排斥过渡为主,少量细颗粒过渡和爆炸过渡,焊接飞溅大;采用5%CO2+95%Ar保护时,熔滴过渡为单一射滴过渡,熔滴过渡平稳,电弧稳定,焊接飞溅小;金属粉芯型药芯焊丝飞溅形式主要包括:气泡放出型飞溅、缩颈飞溅、熔滴爆炸飞溅以及电弧力引起的飞溅.

纳米金属粉在润滑中的应用

介绍了纳米金属粉的特性、制备以及其在润滑油中的分散、稳定悬浮等几个方面的内容 ,分析了纳米金属粉作添加剂的摩擦学性能 。

含纳米金属粉AP/HTPB复合固体推进剂的激光点火特性

采用CO2激光（波长10．6μm）点火法，研究了微米A1粉、纳米A1粉、纳米Ti粉及含金属粉的AP／HTPB复合同体推进剂在不同激光功率密度条件下的点火特性，探讨了Al粉粒径对其点火性能的影响和金属粉对AP／HTPB复合固体推进剂点火的影响规律。结果表明，在激光功率密度为77．6—365．1W·cm。条件下，AI粉的点火延迟时间随着激光功率密度增加逐渐减小；Al粉粒径越小，其点火延迟时间越短（ tJal-50〈tN-Al 〈tjal-t50 〈tjal-200〈 t5μm ，点火能量越小Ejal-50 〈EN-Al〈Ejal-50〈Eja-200 〈E5μm ）。相同激光功率密度条件下，150nmTi粉的点火延迟时间和点火能量明显要小于150nmAI粉，且两者的点火过程差异较大。含金属粉的AP／HTPB复合固体推进剂点火延迟时间顺序为tRx-0〉fHT-5A〉fHT-1A〉fHT-4A〉fHT-3T，点火能量顺序为ERx-0〉EHT-5。〉EHT-1A〉EGT-4A〉EHT-3T，与相应金属粉的点火延迟时间顺序一致（t5μm〉tJal-200〉fN-Al〉TJal-50〉TTi-150），且点火均首先发生在样品表面。

超声电解法制备超细金属粉的研究

本文介绍了超声电解法制备超细金属粉的工艺方法 ;通过改变溶液浓度、超声功率、电流密度等条件 ,探索了制备超细铜粉和镍粉的工艺条件 ;用透射电镜 ( TEM)、X射线小角散射 ( SAXS)、X射线衍射 ( XRD)等对所得粉末进行了粒度的判别和结构分析。研究表明 ,在合适的条件下可得到 10 0 nm以下的铜粉和镍粉 ,并且粉末粒度随电流密度的增大而增大。粉末粒度与电流密度的这种关系与超声的空化作用机理有关 ,超声在制粉过程中不仅起到降低粉末粒度的作用 ,而且对沉积过程也有一定的影响。