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堆积铝粉与水反应动力学试验研究
1
作者 刘吉庆 庞磊 +3 位作者 金龙哲 钟圣俊 苑春苗 王亚飞 《中国安全科学学报》 北大核心 2026年第1期138-145,共8页
为推动金属粉尘防爆技术的优化升级和安全防控体系的建立,基于自主研发的堆积金属粉尘与水反应可视化试验平台,系统探究不同粒径和堆积质量条件下铝粉与过量水的反应动力学特性。通过定量表征粒径和堆积质量对最大温度、产气总量、最大... 为推动金属粉尘防爆技术的优化升级和安全防控体系的建立,基于自主研发的堆积金属粉尘与水反应可视化试验平台,系统探究不同粒径和堆积质量条件下铝粉与过量水的反应动力学特性。通过定量表征粒径和堆积质量对最大温度、产气总量、最大氢气体积分数、最大压力、总时间等反应关键参数的影响,揭示铝-水反应的动力学机制。结果表明:固定粒径时,反应特性参数与堆积质量呈正相关;固定堆积质量时,最大温度随粒径增大呈“V”形变化(先降后升),产气量、氢气体积分数及压力呈倒“U”形变化(先增后减),而总反应时间随粒径增大单调递增。反应产物以Al(OH)_(3)和H_(2)为主,反应过程分为缓慢析氢、剧烈反应和衰减终止3阶段。 展开更多
关键词 堆积铝粉 铝水反应 反应动力学 粒径 堆积质量
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纳米铝粉氧化机理的反应分子动力学研究进展
2
作者 王磊 钱喜乐 +1 位作者 王涛 刘平安 《固体火箭技术》 北大核心 2026年第1期19-31,共13页
纳米铝粉(ANP)作为高能推进剂的关键组分,其燃烧机理及性能优化对火炸药行业具有重要意义。基于反应分子动力学(RMD)模拟方法,综述了纳米铝粉在氧化、燃烧及包覆改良过程中的微观机制与动力学行为的研究进展。结果表明,ReaxFF反应力场... 纳米铝粉(ANP)作为高能推进剂的关键组分,其燃烧机理及性能优化对火炸药行业具有重要意义。基于反应分子动力学(RMD)模拟方法,综述了纳米铝粉在氧化、燃烧及包覆改良过程中的微观机制与动力学行为的研究进展。结果表明,ReaxFF反应力场能够精准预测ANP的熔点(误差仅2.9%),并揭示其尺寸依赖性和氧化层对熔融过程的影响。在Al-O2体系中,ANP氧化机制受核壳比、温度、氧化剂密度、流速及环境压力的影响,高核壳比、高温、高氧密度和高流速均会促进扩散燃烧向微爆炸燃烧转变;ANP的反应活性随着粒径减小和氧化层减薄而增强,并且H_(2)O_(2)的引入可显著提升其反应速率与能量释放。此外,包覆材料(如含氟聚合物、碳纳米管、乙醇/乙醚等)通过抑制氧化、缓解烧结及促进氧化壳层解离等机制,有效优化了ANP的贮存稳定性和燃烧性能。未来研究应重点关注多氧化剂耦合环境下ANP燃烧机制转变、复合包覆体系及机器学习势函数的应用等方向。 展开更多
关键词 分子动力学 纳米铝粉 燃烧机理 包覆
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微纳米铝粉材料的点火和爆炸性能 被引量：2
3
作者 安森森 夏语 +4 位作者 罗一民 王军红 马腾 吴星亮 徐森 《火炸药学报》 北大核心 2025年第2期150-157,I0006,共9页
为了研究微纳米自组装和物理混合铝粉材料的点火与爆炸性能,采用1.2 L哈特曼管和20 L球爆炸测试系统对材料的点火敏感度、火焰传播特性以及爆炸参数进行了研究。结果表明,与Al-T4纯微米铝粉相比,纳米铝粉可以显著降低铝粉材料的点火能量... 为了研究微纳米自组装和物理混合铝粉材料的点火与爆炸性能,采用1.2 L哈特曼管和20 L球爆炸测试系统对材料的点火敏感度、火焰传播特性以及爆炸参数进行了研究。结果表明,与Al-T4纯微米铝粉相比,纳米铝粉可以显著降低铝粉材料的点火能量,自组装工艺相较于物理混合工艺的铝粉材料,其点火敏感性进一步升高;在火焰传播速度上,少量纳米铝粉的高反应速率可以加速微米铝粉的反应,自组装铝粉由于微纳米铝粉整体的协同作用,容易点火的同时对热量的传递也更为高效;在20 L球爆炸测试系统中,质量分数5%纳米的自组装和物理混合铝粉在500 g/m^(3)时达到最大爆炸压力以及爆炸指数,分别为0.72、0.75 MPa以及43.21、31.49 MPa·m/s,添加质量分数10%纳米自组装和物理混合铝粉则在1000 g/m^(3)时达到最大爆炸压力,分别为0.84、0.68 MPa,质量分数5%的纳米铝粉爆炸压力和爆炸指数随着粉尘浓度先变大后减小,质量分数10%纳米的铝粉爆炸压力和爆炸指数则随着粉尘浓度的升高而增大,复合铝粉的爆炸威力不仅和活性相关,和铝粉本身的热值也存在一定的关联。 展开更多
关键词 爆炸力学 自组装 微米铝粉 纳米铝粉 最小点火能 不同发火概率 火焰传播 爆炸压力
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含氟材料助燃铝粉研究进展
4
作者 郭惠丽 张为鹏 +1 位作者 赵昱 庞维强 《固体火箭技术》 北大核心 2025年第5期654-661,共8页
铝(Al)粉是火炸药(包括炸药、推进剂和发射药)行业最常用的金属燃料之一,但一直存在燃烧不完全的难题。综述了无机含氟材料(金属氟化物、氟化石墨及石墨烯基氟化物等)、有机含氟材料(含氟有机小分子、含氟高分子)以及自组装含氟材料助... 铝(Al)粉是火炸药(包括炸药、推进剂和发射药)行业最常用的金属燃料之一,但一直存在燃烧不完全的难题。综述了无机含氟材料(金属氟化物、氟化石墨及石墨烯基氟化物等)、有机含氟材料(含氟有机小分子、含氟高分子)以及自组装含氟材料助燃Al粉及其助燃机制的研究进展。结果表明,无机含氟材料、有机含氟材料和自组装含氟材料,在受热分解时均可形成氟原子、含氟小分子或含氟有机碎片自由基,这些反应产物与Al发生化学反应生成氟化铝,氟化铝还可以再次分解生成氟原子,重复与Al再次发生化学反应,故含氟材料中的氟起到的是催化作用,而不仅仅发生氧化还原反应。为了针对不同应用场景优选含氟化合物,后续需要深入研究含氟化合物热分解过程的热力学和动力学问题、含氟离子或自由基与不同粒度Al粉反应的动力学问题,设计含氟化合物与Al粉的级配和制备工艺,以最大程度发挥这类材料的应用。 展开更多
关键词 火炸药 金属燃料 铝粉 含氟材料 助燃机制
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云爆药剂用微纳米铝粉反应特性研究
5
作者 金大勇 任秀秀 +3 位作者 方伟 李文祥 郭昕 王彩玲 《火工品》 北大核心 2025年第2期53-58,共6页
为了探究不同规格微纳米铝粉在云爆药剂中的适应性,采用扫描电镜、激光粒度仪及比表面积分析仪对4种规格的微纳米铝粉的理化特性进行了表征,并利用热重分析仪和激光点火装置对其热反应特性及点火特性进行了对比研究;在此基础上,设计了2... 为了探究不同规格微纳米铝粉在云爆药剂中的适应性,采用扫描电镜、激光粒度仪及比表面积分析仪对4种规格的微纳米铝粉的理化特性进行了表征,并利用热重分析仪和激光点火装置对其热反应特性及点火特性进行了对比研究;在此基础上,设计了2种包含不同规格铝粉的云爆药剂配方,对其微观结构及点火特性进行了实验研究。结果表明:相对于球状铝粉,片状铝粉的分散性更好;纳米铝粉和片状微米铝粉(铝-C)的反应敏感性及点火特性更好;2种含铝云爆药剂的缺陷率接近,铝粉分布均匀程度一致;包含纳米铝粉与片状微米铝粉(铝-B)的云爆药剂的点火延迟时间更短,最低点火能量也更小,点火性能更好。 展开更多
关键词 微/纳米铝粉 云爆药剂 激光点火 反应敏感性
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铝粉涂覆型电磁波响应/红外隐身双功能织物的制备及性能
6
作者 马晓光 元森阳 《天津工业大学学报》 北大核心 2025年第5期30-35,共6页
为制备电磁屏蔽/红外隐身双功能织物,采用铝粉作为填料,结合聚丙烯酸树脂制备复合涂料,通过涂层法使其均匀附着在棉织物上,制备具有较高电磁屏蔽性能和较低红外发射率的双功能涂覆织物,测试分析织物性能,并与其他金属涂覆织物进行比较... 为制备电磁屏蔽/红外隐身双功能织物,采用铝粉作为填料,结合聚丙烯酸树脂制备复合涂料,通过涂层法使其均匀附着在棉织物上,制备具有较高电磁屏蔽性能和较低红外发射率的双功能涂覆织物,测试分析织物性能,并与其他金属涂覆织物进行比较。结果表明:相比于铜粉、青铜粉和镍粉,采用铝粉制备的涂覆织物有着更好的电磁屏蔽性能和红外隐身性能;随着铝粉含量、铝粉涂覆层厚度的增加,铝粉涂覆织物的电磁辐射强度先逐渐降低,然后趋于稳定;最佳制备条件为铝粉粒径200目、质量分数20%、涂覆厚度0.2 mm,与未涂覆铝粉织物相比,此时铝粉涂覆织物的电磁辐射强度降低了24%,红外发射率下降了22%、在780~2500 nm范围内的近红外反射率提高了21%,具有红外线隐身及电磁波屏蔽双功能。 展开更多
关键词 铝粉涂覆 双功能织物 电磁波响应 红外隐身
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铝粉燃烧对CL-20基混合炸药水下爆炸载荷特性的影响 被引量：2
7
作者 刘正 聂建新 +4 位作者 阚润哲 杨金想 谭彦威 郭学永 闫石 《兵工学报》 北大核心 2025年第3期167-176,共10页
为研究CL-20基混合炸药中铝粉长时序燃烧过程对水下爆炸载荷的供能机理,基于水下爆炸罐开展含铝炸药和含氟化锂炸药的水下爆炸对比实验,分析获得铝粉燃烧对冲击波和气泡载荷的影响规律。研究结果表明:CL-20基混合炸药中铝粉的燃烧释放... 为研究CL-20基混合炸药中铝粉长时序燃烧过程对水下爆炸载荷的供能机理,基于水下爆炸罐开展含铝炸药和含氟化锂炸药的水下爆炸对比实验,分析获得铝粉燃烧对冲击波和气泡载荷的影响规律。研究结果表明:CL-20基混合炸药中铝粉的燃烧释放了大量能量,提高了冲击波压力峰值和冲击波能,同时降低了冲击波的衰减速率;相比于含氟化锂炸药,由于CL-20基含铝炸药中铝粉在炸药爆炸后燃反应,使得其火焰亮度更高,铝粉后燃反应时间超过1 ms;铝粉的燃烧可提高气泡最大半径、气泡脉动周期和气泡能,CL-20基含铝炸药最大气泡半径比CL-20基含氟化锂炸药最大气泡半径提高了11.89%,第1次气泡脉动周期提高了25.74%,含铝炸药达到最大半径的对应时刻比含氟化锂炸药延迟了5.20 ms;由于铝粉在气泡脉动阶段持续供能,CL-20基含铝炸药气泡脉动半径变化速率高于含氟化锂炸药,降低了气泡的收缩速率,延长了气泡的收缩阶段持续时间,CL-20基含铝炸药气泡脉动过程在时间上具有非对称性。 展开更多
关键词 CL-20基混合炸药 水下爆炸 铝粉燃烧 含氟化锂炸药 冲击波 气泡
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PVDF弥散嵌合改性铝粉的制备及性能 被引量：1
8
作者 张成 杨文进 +1 位作者 宋江伟 张军旗 《含能材料》 北大核心 2025年第4期337-346,共10页
为提升Al粉作为金属燃料的释能效率,采用机械合金化的方法制备了含不同质量分数聚偏氟乙烯(PVDF)的铝基复合金属燃料。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对其进行了表征,气体容量法测量了其活性铝含量,并用氧弹量热仪测量了其燃烧热,热... 为提升Al粉作为金属燃料的释能效率,采用机械合金化的方法制备了含不同质量分数聚偏氟乙烯(PVDF)的铝基复合金属燃料。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对其进行了表征,气体容量法测量了其活性铝含量,并用氧弹量热仪测量了其燃烧热,热重分析⁃差示扫描量热法(TG⁃DSC)和快速升温氧化装置对其热氧化性能进行了评估。扫描和XRD结果显示,经4%PVDF弥散嵌合改性的复合铝粉在升温过程中难以形成连续完整的Al_(2)O_(3)壳层;TG⁃DSC结果显示,复合铝粉1300℃氧化增重率为76.7%,比铝粉的40.9%提高35.8%;快速升温氧化实验结果显示,复合铝粉1100℃氧化120 s增重率达到64.6%,较铝粉的23.4%提高41.2%。 展开更多
关键词 氧化性能 聚偏氟乙烯(PVDF) 活化铝粉 氧化增重率
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片状铝粉与SiO_(2)气凝胶对硅溶胶/苯丙乳液双层涂料隔热性能的影响 被引量：2
9
作者 刘传龙 刘荣鑫 +1 位作者 王莉 杜国平 《涂料工业》 CAS 北大核心 2025年第1期58-63,共6页
为提高涂料保温隔热性能,以硅溶胶为主要成膜物,苯丙乳液为辅助成膜物,在基体表面形成双层隔热涂层,其中底层和顶层涂料分别以SiO_(2)气凝胶、片状铝粉作为隔热填料。系统研究了片状铝粉和SiO_(2)气凝胶对双层涂料隔热性能的影响,并对... 为提高涂料保温隔热性能,以硅溶胶为主要成膜物,苯丙乳液为辅助成膜物,在基体表面形成双层隔热涂层,其中底层和顶层涂料分别以SiO_(2)气凝胶、片状铝粉作为隔热填料。系统研究了片状铝粉和SiO_(2)气凝胶对双层涂料隔热性能的影响,并对相关隔热机理进行了探讨。结果表明:片状铝粉含量为4%时涂层的隔热效果最好,与空白板相比隔热温差达到9.1℃;SiO_(2)气凝胶的添加量为4%~5%时,涂层的隔热性能最佳。片状铝粉的添加可使涂料具有反射型隔热性能,而SiO_(2)气凝胶的添加使涂料具有阻隔型隔热特性。结合这两者的隔热特性,成功构建了具有双机制隔热特性的双层涂料结构,其隔热温差达到了10.9℃,高于单一涂层的隔热效果。 展开更多
关键词 硅溶胶 双层涂料 片状铝粉 SiO_(2)气凝胶 隔热保温
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硬脂酸包覆铝粉爆炸火焰传播机理研究 被引量：1
10
作者 黄钰雄 郭瑞 +3 位作者 秦江 牛艳杰 徐畅 张新燕 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第9期181-194,共14页
为了探究包覆铝粉爆炸火焰的发展演化规律和传播机理,采用溶剂蒸发法制备了壳-核结构硬脂酸包覆铝粉(SA@Al),利用改进的哈特曼管进行实验,研究粉尘浓度对5%、10%和15%包覆浓度SA@Al粉尘爆炸火焰传播特性的影响;同时采用CHEMKIN-PRO软件... 为了探究包覆铝粉爆炸火焰的发展演化规律和传播机理,采用溶剂蒸发法制备了壳-核结构硬脂酸包覆铝粉(SA@Al),利用改进的哈特曼管进行实验,研究粉尘浓度对5%、10%和15%包覆浓度SA@Al粉尘爆炸火焰传播特性的影响;同时采用CHEMKIN-PRO软件模拟分析其气相爆炸反应动力学特征,从而揭示SA@Al爆炸火焰传播机理。结果表明,随着粉尘浓度的增大,5%、10%和15%包覆浓度SA@Al粉尘爆炸火焰的饱满度和连续性均先增强后减弱,平均火焰传播速度均呈先增大后减小的趋势,当粉尘浓度为500 g/m~3时火焰传播速度均达到最大。相比而言,纯铝粉爆炸火焰传播速度在750 g/m~3时达到最大,表明硬脂酸包覆层促进了铝粉爆炸火焰的传播。此外,各粉尘浓度下,10%包覆浓度SA@Al爆炸火焰最剧烈,平均火焰传播速度最大。SA@Al爆炸火焰升温主要包括快速升温和缓慢升温2个阶段,快速升温阶段R2、R11和R10的温度敏感性较高,缓慢升温阶段R5、R11的温度敏感性较高。粉尘浓度对缓慢升温阶段的温升速率影响显著,使得500 g/m~3时SA@Al的爆炸平衡温度最高。硬脂酸包覆层的燃烧促进了铝核的氧化,使爆炸反应得以强化,但过高的粉尘浓度会导致O自由基受限,在一定程度上削弱反应强度。 展开更多
关键词 包覆铝粉爆炸 粉尘浓度 火焰传播 化学反应动力学
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铝粉粒径对含铝煤油凝胶燃料燃烧特性的影响
11
作者 薛明帅 李建 +4 位作者 何桂标 范源麟 马善学 包鹏 王伯良 《爆破器材》 北大核心 2025年第2期36-43,共8页
为探究铝粉粒径对含铝煤油凝胶燃料激波诱导点火的影响规律,利用纹影法与阴影法对铝粉粒径为1.20、7.05μm及23.63μm的含铝煤油凝胶燃料在激波管内的点火过程进行了观察。通过分析测得的压力信号和铝粉燃烧产物光信号,对比了含不同粒... 为探究铝粉粒径对含铝煤油凝胶燃料激波诱导点火的影响规律,利用纹影法与阴影法对铝粉粒径为1.20、7.05μm及23.63μm的含铝煤油凝胶燃料在激波管内的点火过程进行了观察。通过分析测得的压力信号和铝粉燃烧产物光信号,对比了含不同粒径铝粉的凝胶燃料在激波诱导作用下的点火和燃烧特性。结果表明:随着铝粉粒径的增大,凝胶燃料雾化后云团的均匀性变差,点火延迟时间也随之增加,火球的持续时间以及火球表面的最高温度均有一定程度的减小。 展开更多
关键词 铝粉粒径 含铝煤油凝胶燃料 激波诱导点火 燃烧特性
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硅烷和羟基化炭黑改性铝粉添加量对水性富铝环氧涂层性能的影响 被引量：2
12
作者 李庆鹏 安晓云 +4 位作者 蒋天成 刘佳兴 李永志 尚颖 王娜 《电镀与涂饰》 北大核心 2025年第6期127-137,共11页
[目的]将硅烷和羟基化炭黑(C-Si)改性铝粉添加到水性富铝环氧涂层中以提高其耐蚀性。[方法]通过在Q235钢表面喷涂掺杂C-Si改性铝粉的环氧树脂,得到水性富铝环氧涂层。采用中性盐雾试验、扫描电子显微镜(SEM)、附着力测试、电化学阻抗谱(... [目的]将硅烷和羟基化炭黑(C-Si)改性铝粉添加到水性富铝环氧涂层中以提高其耐蚀性。[方法]通过在Q235钢表面喷涂掺杂C-Si改性铝粉的环氧树脂,得到水性富铝环氧涂层。采用中性盐雾试验、扫描电子显微镜(SEM)、附着力测试、电化学阻抗谱(EIS)等手段,研究了不同C-Si改性铝粉添加量的涂层的防腐蚀性能及相关机理。[结果]C-Si改性铝粉制得的涂层可实现铝粉的牺牲阳极作用,延长金属基材的腐蚀时间,提高涂层的耐腐蚀性能。尤其是C-Si改性铝粉添加量为30%的涂层,其结构最紧密,无缝隙或断层,厚度均匀,经60d中性盐雾试验后未出现明显腐蚀现象。[结论]在水性富铝环氧涂料中,C-Si改性铝粉的加入对防腐蚀效果有明显的提升,其添加量为30%时,涂层展现出最优异的耐蚀性。 展开更多
关键词 水性富铝环氧涂层 改性铝粉 微观形貌 附着力 防腐蚀 电化学
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含氟有机物改性铝粉研究进展
13
作者 吕优 刘文进 +4 位作者 陈浩楠 范玉琪 徐君 王宇辰 杨伯涵 《固体火箭技术》 北大核心 2025年第3期356-371,共16页
铝(Al)粉作为固体推进剂常用金属燃料,其燃烧过程中易产生大尺寸团聚,导致燃烧不完全和两相流损失,影响推进剂能量性能的发挥。采用含氟有机物改性Al粉是提升其燃烧效率和减少团聚的有效方式之一。综述了单层有含氟有机物直接包覆Al粉... 铝(Al)粉作为固体推进剂常用金属燃料,其燃烧过程中易产生大尺寸团聚,导致燃烧不完全和两相流损失,影响推进剂能量性能的发挥。采用含氟有机物改性Al粉是提升其燃烧效率和减少团聚的有效方式之一。综述了单层有含氟有机物直接包覆Al粉、“桥连剂”强化的多层包覆Al粉、含氟有机物与其他功能材料结合包覆Al粉以及含氟有机物对于Al粉主要性能的提升机制等的研究进展,总结发现含氟有机物通过与Al粉表面的氧化层发生预点火反应(PIR)来改善Al粉的热氧化性能及燃烧性能,进而提升含Al粉推进剂的能量释放效率,在此基础上采用其他功能材料对Al粉进行共包覆,能够进一步提升综合性能;但改性Al粉在实际应用进程中仍面临诸多挑战,包括安全性能、成本控制以及与推进剂组分的相容性等。未来可以从新型含氟有机物的创制、改性Al粉的方法设计、制备工艺优化以及在推进剂等领域中的性能验证等方面深入。 展开更多
关键词 铝粉 固体推进剂 含氟有机物 表面包覆 金属燃料
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微米级铝粉负载铁单原子燃烧催化剂的可控制备及其性能研究
14
作者 刘基丞 刘宣 +2 位作者 郑春莉 李鑫哲 曲文刚 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第7期193-201,共9页
为提高微米级铝粉的燃烧效率及其对含能分子的催化性能,基于化学气相转移(CVT)方法,制备了微米级铝粉负载铁单原子的催化剂Fe_(1)/Al。采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)、球差校正扫描透射电子显微镜(AC-STEM)、X射线吸收精细... 为提高微米级铝粉的燃烧效率及其对含能分子的催化性能,基于化学气相转移(CVT)方法,制备了微米级铝粉负载铁单原子的催化剂Fe_(1)/Al。采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)、球差校正扫描透射电子显微镜(AC-STEM)、X射线吸收精细结构谱(XAFS)及X射线光电子能谱(XPS)等对单原子催化剂的负载量、结构和理化性质进行了表征。通过同步热分析(TG-DSC)对比了CVT方法改性前后材料的热反应性能,并研究了系列材料对1,1′-二羟基-5,5′-联四唑羟胺盐(TKX-50)的催化分解性能。结果表明:基于CVT法制备的催化剂表面铁物种呈现出原子级别的高度分散,使用CVT法可在铁单原子含量及催化剂产量等方面实现可控制备;系列单原子催化剂的热反应性能及其对TKX-50的热催化分解性能较未改性铝粉均表现出显著提升,其中铁负载量(质量分数)为5.0%的Fe_(1)/Al对TKX-50具有最佳催化效果,热催化分解两阶段的反应峰值温度较未改性铝粉降低了19.3℃和39.1℃。该研究实现了铝粉为载体的单原子燃烧催化剂的可控制备,为微米级铝粉的改性提供了新的方法和思路。 展开更多
关键词 微米级铝粉 单原子催化剂 化学气相转移 可控制备 TKX-50
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PFPE功能化微/纳铝粉在CL⁃20中的反应特性
15
作者 吴成成 孙森 +1 位作者 李世伟 郭学永 《含能材料》 北大核心 2025年第4期355-366,共12页
为了探究不同粒径氧燃复合组装材料在六硝基六氮杂异伍兹烷(CL⁃20)中的定容燃烧、激光点火以及爆轰环境中的反应特性,采用颗粒悬浮方法构筑了3种粒径规格全氟聚醚(PFPE)功能化微/纳铝粉(nAl_150@xPFPE,μAl_1@xPFPE和μAl_5@xPFPE,其中x... 为了探究不同粒径氧燃复合组装材料在六硝基六氮杂异伍兹烷(CL⁃20)中的定容燃烧、激光点火以及爆轰环境中的反应特性,采用颗粒悬浮方法构筑了3种粒径规格全氟聚醚(PFPE)功能化微/纳铝粉(nAl_150@xPFPE,μAl_1@xPFPE和μAl_5@xPFPE,其中x=2.5%,5.0%,7.5%),捏合造粒方法制备了CL⁃20基含铝炸药,通过密闭爆发、激光点火以及爆速、爆热试验装置研究了压力⁃时间曲线、激光诱导点火过程及其对能量释放速率和效率的影响。结果表明,随着PFPE质量分数的增加,nAl_150@xPFPE样品和μAl_1@xPFPE样品峰值压力和增压速率逐渐增大,μAl_1@7.5%PFPE样品峰值压力达到4138.4 kPa,增压速率达到0.216 MPa·ms^(-1)。但当PFPE质量分数超过5.0%时增压速率趋缓。同时,随着PFPE质量分数的增加,不管在纳米尺度还是微米尺度,PFPE功能化微/纳铝粉在CL⁃20中的燃烧速率逐渐增大;当x=7.5%时3种粒径规格PFPE功能化微/纳铝粉在CL⁃20中的燃烧速率分别提高2.1 cm·s^(-1),1.8 cm·s^(-1)和2.3 cm·s^(-1)。此外,设计了4种富含燃料的CL⁃20基含铝炸药,其中JWL⁃3(62%CL⁃20/32%μAl_1@5.0%PFPE/6%钝感黏结组分)实测爆速8125 m·s^(-1),爆热8049.8 kJ·kg^(-1),能量释放效率达到86.10%。 展开更多
关键词 六硝基六氮杂异伍兹烷(CL⁃20) 全氟聚醚(PFPE)功能化微/纳铝粉 定容燃烧 激光点火 爆轰环境
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改性多孔铝粉复合微球的制备及其性能研究
16
作者 王菲 李朝东 吴艳光 《武汉工程大学学报》 2025年第3期291-297,共7页
铝(Al)粉作为一种高能活性金属可燃剂,在推进剂和炸药等含能材料中具有重要的研究价值。为了增加Al粉与其他组分间的接触面积,缩短传质传热距离,采用化学刻蚀法对普通Al粉表面进行改性,研制了表面具有孔洞结构的多孔铝(p-Al)粉,并利用... 铝(Al)粉作为一种高能活性金属可燃剂,在推进剂和炸药等含能材料中具有重要的研究价值。为了增加Al粉与其他组分间的接触面积,缩短传质传热距离,采用化学刻蚀法对普通Al粉表面进行改性,研制了表面具有孔洞结构的多孔铝(p-Al)粉,并利用硝化纤维素(NC)和聚偏氟乙烯(PVDF)对其进行了表面包覆,制备了一种新型多孔铝基复合微球。通过扫描电子显微镜、能量色散X射线谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪和同步热分析仪表征了复合微球的结构与热性能。结果表明:经过刻蚀改性后的p-Al与常规Al有显著差异,表面有明显“蚀刻”孔洞结构,有效地提高了其比表面积;在350~500℃范围内,NC/p-Al出现放热双峰,放热量为578 J/g,总放热量为1 922 J/g,较NC/Al提升了27.7%;p-Al可以催化PVDF的分解,提前发生预点火反应;对比不同的复合微球,其燃烧残留物表明p-Al的热分解反应更完全。 展开更多
关键词 含能材料 多孔铝粉 硝化纤维素 接触面积 热性能
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纳米铝粉的制备方法、性能特征及其在含能材料中的应用进展
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作者 杜宇 陆志猛 +2 位作者 卢翔 吴浩 瞿金平 《广州化工》 2025年第18期12-17,共6页
近年来,具有较大能量密度的金属燃料在含能材料中的应用引起了人们的广泛关注。铝(Al)以其优异的综合性能被广泛应用于航空航天推进剂、火炸药等领域,是建设月球基地、探索火星任务的潜在燃料。本文综述了不同粒径铝粉的加工方法(溶胶-... 近年来,具有较大能量密度的金属燃料在含能材料中的应用引起了人们的广泛关注。铝(Al)以其优异的综合性能被广泛应用于航空航天推进剂、火炸药等领域,是建设月球基地、探索火星任务的潜在燃料。本文综述了不同粒径铝粉的加工方法(溶胶-凝胶、物理气相沉积以及自组装法等),以及铝粉粒径对固体推进剂毁伤效果的不同影响。重点阐述了铝粉颗粒的燃烧过程和反应机理及其在含能材料中的应用,同时简单介绍了不同价态铝化物的燃烧过程,最后对其在含能材料中的未来发展进行了展望。 展开更多
关键词 含能材料 铝粉颗粒 氧化-还原反应 燃烧性能 燃烧机理
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铝粉燃爆特性影响因素
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作者 陈钰方 李茂东 +3 位作者 侯照文 蒋师帅 蒋漳河 丁建旭 《粉末冶金工业》 北大核心 2025年第5期157-164,共8页
工贸行业生产加工过程中伴生的可燃性金属铝粉尘具有较大的涉爆风险,构建铝粉的燃爆特性体系有助于为铝粉尘爆炸防控提供关键数据支撑。该综述对铝粉火焰速度、火焰温度、点火敏感度、最大爆炸压力的实验方法及结果进行了系统论述,进而... 工贸行业生产加工过程中伴生的可燃性金属铝粉尘具有较大的涉爆风险,构建铝粉的燃爆特性体系有助于为铝粉尘爆炸防控提供关键数据支撑。该综述对铝粉火焰速度、火焰温度、点火敏感度、最大爆炸压力的实验方法及结果进行了系统论述,进而给出了铝粉燃爆研究结论的共通性和差异性,并探究了不同实验结果的影响因素。最终,讨论了不同影响因素条件下铝粉燃爆特性的演化规律。 展开更多
关键词 铝粉 火焰速度 温度 点火敏感度 最大爆炸压力
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基于改进YOLOv5s的超细铝粉称量作业人员防护装备视觉检测算法
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作者 吴雨佳 杜文霞 +3 位作者 南小影 刘仓 邢亚飞 孟荣荣 《计算机应用》 北大核心 2025年第S1期271-275,共5页
超细铝粉在工业生产中应用广泛,然而它在作业过程中易扩散的特点会造成作业现场粉尘浓度增高,增加粉尘燃爆及人员患职业病的风险。为了保障作业人员的健康,佩戴适宜的个体防护装备至关重要。为了解决超细铝粉称量作业过程中个体防护装... 超细铝粉在工业生产中应用广泛,然而它在作业过程中易扩散的特点会造成作业现场粉尘浓度增高,增加粉尘燃爆及人员患职业病的风险。为了保障作业人员的健康,佩戴适宜的个体防护装备至关重要。为了解决超细铝粉称量作业过程中个体防护装备佩戴检测的精度和效率不高的问题,提出一种改进的YOLOv5s算法。首先,针对防护装备的小目标特征,优化原始YOLOv5s算法,引入ConvNeXt网络结构,以更有效地提取和保留小目标防护装备的特征信息;同时,改进非极大值抑制(NMS)的后处理方法,提升复杂作业环境中对防护装备的检测准确率;其次,通过LabelImg标注防护装备图像中的目标特征,形成数据集,并使用该数据集训练和评估改进的YOLOv5s算法;最后,分析并对比实验结果。结果表明,所提算法的平均精度均值(mAP)达到99.30%,参数量为6.95×10^(6),每帧检测时间为4.6 ms,验证了所提算法能够有效识别作业人员是否佩戴防护装备,进而为超细粉尘环境下作业人员的安全防护提供了有力的技术支撑。 展开更多
关键词 深度学习 小目标检测 YOLOv5s 铝粉称量 个体防护装备
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氟基材料包覆含能铝粉研究进展
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作者 马自力 尹艳君 《化工新型材料》 北大核心 2025年第12期1-6,共6页
随着材料科学的快速发展,纳米铝粉因高能密度、低毒性及良好的稳定性,在固体火箭燃料、推进剂及烟火剂等领域受到广泛关注。然而,纳米铝粉的大比表面积导致其极易与空气中的氧发生反应,形成氧化铝钝化层,从而大幅降低反应活性和能量密... 随着材料科学的快速发展,纳米铝粉因高能密度、低毒性及良好的稳定性,在固体火箭燃料、推进剂及烟火剂等领域受到广泛关注。然而,纳米铝粉的大比表面积导致其极易与空气中的氧发生反应,形成氧化铝钝化层,从而大幅降低反应活性和能量密度。为了解决这一问题,研究人员通过不同途径对纳米铝粉进行改性研究,特别是借助含氟材料对铝粉进行包覆处理。综述了近年来含氟材料包覆铝粉构筑核壳结构改善铝粉活性的研究进展,介绍了含氟聚合物、有机含氟分子、含氟碳材料、无机金属氟化物4种不同包覆材料抑制铝粉早期氧化,提高其在高温环境下反应活性的研究成果,并讨论了通过包覆式核壳结构改性策略对铝粉热反应性、燃烧特性及能量释放的影响。氟基材料的助燃性、导热性、抗蚀性不仅可以改善铝粉活性,同时又能强化体系能量密度,构筑核壳结构的氟基材料包覆铝粉势必成为未来铝粉修饰改性的重要策略。 展开更多
关键词 铝粉 核壳结构 活性改善 氟基化合物 热反应性 燃烧特性
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