三氢化铝的氧化石墨稀包覆降感技术

采用原位自组装法和溶剂-反溶剂法两种不同的工艺,选用不同C/O质量比的氧化石墨烯(GO),对α-AlH_3进行了包覆。包覆样品的X射线衍射和傅里叶红外光谱结构表征表明,包覆前后α-AlH_3的晶型保持不变。采用机械撞击感度测试和扫描电镜,研究了包覆工艺对样品降感效果的影响关系。通过比较发现,溶剂-反溶剂法工艺制备的样品机械撞击感度要比原位自组装法的低。在所选GO中,以GO-3为包覆剂,采用溶剂-反溶剂法工艺制备得到的含AlH_3推进剂药浆的机械撞击感度最低,药浆50%爆炸的临界撞击能由7.3 J提高到11.7 J。

微米级三氢化铝激光点火燃烧性能研究

三氢化铝(AlH3)由于较高的含氢量、较高的质量和体积热值,及低温下快速分解释氢的特性,被视为是最有发展潜力的含能燃料之一,可显著提高推进剂的比冲。采用功率为270 W的激光点火实验台研究了3种粒径的AlH3样品(中位径分别为21.88、86.16、136.00μm)的点火燃烧性能。结果表明,整个火焰演变过程存在发展、稳定和衰退3个阶段。在实验工况范围内,随着样品粒径增大,最大火焰高度和直径均有所减小,最大光谱强度减小,点火延迟时间增大,自维持燃烧时间减少。当粒径由21.88μm增大到86.16μm,点火延迟时间由12 ms增大到130 ms,平均燃烧强度由371496减少至144016,而燃烧时间由238 ms减少至80 ms。因为粒径越大,比表面积越小,样品与氧化剂的接触面积越小,燃烧强度降低,样品燃烧不完全,导致自维持燃烧时间变短。

三氢化铝对铝点火燃烧性能的影响研究

三氢化铝(AlH 3)作为新型的含能材料,其较高的含氢量能显著提高能量性能和燃烧性能。为了研究AlH 3对铝(Al)点火燃烧性能的影响,搭建激光点火实验台对Al/AlH 3在不同质量配比(11,32,21)下的混合样品进行点火燃烧实验。通过火焰形貌特征对比分析发现:Al及Al/AlH 3混合样品的火焰演变过程均包括起燃阶段、稳燃阶段和衰退阶段,Al燃烧时火焰紧附样品表面,而Al/AlH 3混合样品燃烧时火焰在样品上方燃烧,且稳燃阶段的最大火焰高度和亮度均大于Al;不同质量配比的混合样品的特征光谱结果表明:添加AlH 3对Al的点火燃烧有明显的促进作用,且质量配比为21时,点火延迟时间最小,平均燃烧强度最大,具有较好的点火燃烧性能。

嵌入包覆型AlH_(3)含能复合颗粒的制备及其反应特性

为了提高三氢化铝(AlH_(3))的稳定性,采用声共振与喷雾干燥技术相结合的方法制备了3种嵌入包覆型AlH_(3)@Al@xAP(AHAPs)含能复合颗粒,AlH3@Al和AP的质量比分别为9∶1(AHAPs‑10%)、7∶3(AHAPs‑30%)和1∶1(AHAPs‑50%)。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线粉末衍射(XRD)等分析手段对AHAPs及其凝聚相燃烧产物的形貌和结构进行表征,利用热重‑差示扫描量热仪(TG‑DSC)、真空安定仪(VST)研究了样品的热反应活性和稳定性。结果表明,AHAPs含能复合颗粒不仅提高了AlH3的稳定性,同时还促进了AP的分解,随着表面AP包覆含量的增加,AlH3的起始分解温度提高了8.5~11℃,AP的高温分解峰温降低了约81.6℃。与AlH3的分解时间(1006 min)相比,AHAPs‑50%复合颗粒的分解时间提高了近50.9%,达1518 min。此外,嵌入包覆型复合颗粒AlH3@Al/63.5%AP的反应热(9125.6 J·g^(-1))与机械混合样品相比,提高了1054.1 J·g^(-1),且凝聚相燃烧产物粒径更小,说明其燃烧更加完全、燃烧效率更高。