基于活化能指标的煤自燃倾向性及发火期研究

在煤的自燃及热分析动力学的基础上,结合对神东矿区3种煤样进行了热重实验,运用热重分析手段对煤从常温到燃点之间的氧化热解过程进行了研究。运用不同动力学机制模型函数分别对热重分析数据进行了处理和相关性分析,结果表明煤炭氧化热解过程符合一级化学反应动力学机制,据此求出活化能等动力学参数。对基于活化能指标的煤的自燃倾向性及自然发火期进行了初步研究。经过研究发现,该方法是科学的、客观的。

煤自燃倾向性测试方法研究进展

煤自燃是煤在一定条件下低温氧化放热并聚集热量,使煤温度升高并达到着火点的自发燃烧过程,是煤矿安全生产和煤炭应用中的重大灾害之一。煤自燃倾向性反映了煤自身的物理化学性质与其自然发火特征之间的关联性,是煤自燃特性的重要指标。本文介绍了国内外常用的煤自燃倾向性测试方法及研究现状,总结了不同测试方法的特点和存在的问题,展望了煤自燃倾向性测试方法的发展趋势,指出了弥补单一测试方法在煤自燃倾向性测试中可能带来的偏差,可将多种测试方法的测试指标进行整合构成一个通用的指标,新指标应既能涵盖煤在低温阶段的氧化特性,又能体现煤的自燃过程。

彩虹粉引燃危险性实验研究

为了研究彩虹粉引燃危险性,应用固体燃烧速率试验仪初步甄别了彩虹粉传播燃烧能力,发现堆垛状彩虹粉固体火焰传播危险性较低;采用粉尘爆炸筛选装置,判定彩虹粉具有爆炸性;应用最小点火能测定装置测定彩虹粉粉尘云的最小点火能在24~60 m J之间,最优爆炸浓度为1 167 g/m3;应用快速筛选量热仪测试,彩虹粉在227℃开始分解;固体自燃点测试仪显示彩虹粉在250℃附近会发生自燃。向彩虹粉内添加不同比例相近粒径分布的食用盐粉体进行抑爆研究,结果证明食用盐对彩虹粉具有明显的抑爆效果。

二硼化镁作为固体高能金属燃料应用研究进展

硼(B)在应用过程中存在点火困难、燃烧效率低的问题,为开发具有更高应用潜力的燃料,二硼化镁(MgB_(2))由于其出色的点火燃烧性能引起了广泛关注。本文简要回顾了MgB_(2)在超导体、固体推进剂和储氢材料等方面的发展历程,介绍了MgB_(2)的主要制备方法,重点对MgB_(2)的热分解、热氧化特性和点火燃烧性能研究三方面对现有研究结果进行了综述。研究通过氧弹燃烧、热重差示扫描量热(TG-DSC)和X射线衍射(XRD)分析等,发现MgB_(2)相对于B具有更加优越的能量释放特性,其点火燃烧过程是以逐级分解释镁、多种硼镁化合物与镁协同氧化两个动力学过程为核心的复杂反应过程。通过总结现有研究,发现MgB_(2)热分解、热氧化具体反应过程及其内在关联机制尚未明确,存在缺乏微观层面的物质扩散过程和反应机理研究以及在不同环境条件下的点火燃烧研究等问题。未来应在微观角度对MgB_(2)点火燃烧的传热、传质过程等进行研究,并开展高温高压下的离散样品点火实验等,以提升MgB_(2)作为固体高能金属燃料的性能表现。

高活性铝钆合金的制备及热氧化特性研究

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。