爆轰合成纳米氧化铝颗粒的生成时间估算

利用胶体理论中的快速聚沉动力学模拟尺寸为20nm的γ氧化铝球形颗粒在爆轰化学反应区的生成过程,估算出其生长时间为0.11μs,该时间值在爆轰化学反应区的时间长度(约1.0μs)内。理论计算证明该尺度的纳米氧化铝颗粒是在爆轰反应区内形成的,这与实验证明的结果一致。根据爆轰反应机理可知爆轰化学反应区的长度可以通过改变炸药的爆轰参数来改变,因此通过人为改变混合炸药的爆轰参数可以控制纳米氧化铝在反应区的生长时间,进而可以控制其最终的生长尺寸。

爆轰法制取氧化铝

为进一步探求纳米氧化铝的尺寸和晶型与混合炸药爆轰参数之间的有机联系,以九水硝酸铝和黑索金为原材料,按1∶8的质量比将两者均匀混合配制出密度约为0.8g/cm3的混合炸药在爆炸罐内进行爆轰实验研究,爆轰实验产物为灰色粉末。通过高分辨率透射电镜和X光衍射仪器对产物进行检测分析,分析结果表明产物为纳米氧化铝,氧化铝颗粒形状呈标准球形,大部分颗粒尺寸小于100nm,少量颗粒尺寸大于100nm,颗粒平均尺寸为30nm左右,氧化铝晶型为γ型。实验结果进一步证明了混合炸药中黑索金含量越高,爆轰合成的纳米氧化铝尺寸越大。