爆轰管内氢氧爆炸过程与碳-铁纳米材料生长研究

为研究气相爆轰合成碳-铁纳米材料的爆炸过程,采用氢氧爆炸试验与数值模拟相结合的方式研究了不同氢氧摩尔比(2∶1、3∶1和4∶1)对爆轰参数(爆速、爆温、爆压)峰值时程曲线与碳-铁纳米材料形貌的影响。研究表明:爆轰管内氢氧爆炸包括爆轰波的传播与燃烧波的衰减2个过程,且氢氧摩尔比对爆速、爆温、爆压的峰值时程曲线影响十分显著。随着氢氧摩尔比的提高,爆轰波的爆速、爆温、爆压及其衰减速率均呈减小趋势。氢氧摩尔比通过影响爆轰波的传播与衰减而作用于碳-铁纳米材料形貌的生长。零氧平衡时,样品为碳包铁纳米颗粒,随着氢氧摩尔比的提高,样品中碳纳米管的数量逐渐增多。调整氢氧摩尔比可实现对爆轰波传播与衰减过程的控制,达到气相爆轰控制性制备特定形貌的碳-铁纳米材料的目的。