铝镁金属粉水反应活性增强及其复合技术

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本论文旨在研究铝基水反应金属粉的活性增强及其复合技术。通过干法球磨,将铝粉和镁粉混合球磨,实现铝镁复合协同效应,制备一种非常适合水冲压发动机使用的金属燃料。考察了球料比、Mg/Al质量比对铝镁金属粉结构、形貌的影响,利用XRD、SEM、激光粒度仪进行了分析。结果表明:球料比的增加使其结构中Mg衍射峰减弱,当球料比达到350/5,Mg衍射峰已经消失;A1衍射峰发生宽化现象;球料比增加还会使其形貌从片状变为颗粒状,且粒度随着球料比增加而减小;Mg/Al质量比的增加使其结构中的Mg衍射峰增强、脆性增强、形貌从片状变为粒度较小的颗粒状,如果Mg含量超过了40wt%,还会导致颗粒团聚,引起粒度分布的不均匀性。利用TG-DSC分析可知,球料比、Mg/Al质量比的增加有利于铝镁金属粉在空气中氧化活性的提高,使其氧化起始温度降低、氧化增重率增大、氧化放热量降低;通过简易制氢装置对铝镁金属粉水反应活性的测试得知,Mg/Al质量比的增加能够提高其水反应活性。Mg含量的增加在获得高水反应活性的同时也会降低金属粉的能量密度,因此本论文通过添加其他的金属粉作为活性促进剂,使其在提高金属粉水反应活性的同时还能够减少能量的损失;通过研究金属粉种类和含量对金属粉活性的影响,最终得出Bi、Zn、Fe、Ni、Zr、Si对Al/Mg金属粉的水反应活性有很好的促进作用,不管金属粉的形貌如何;其中Zn、Bi、Si的添加在提高水反应活性的同时还保证颗粒状的Al/Mg金属粉有较高的能量密度。
摘要第1-4页
Abstract第4-8页
1 绪论第8-14页
   ·引言第8页
   ·超细粒子的制备方法第8-9页
     ·气相法第9页
     ·液相法第9页
     ·固相法第9页
   ·水反应金属燃料技术第9-12页
     ·水反应金属燃料的定义及关键技术第9-10页
     ·国内外研究现状及发展动态第10-12页
   ·本课题的研究背景和研究内容第12-14页
     ·研究背景第12-13页
     ·研究内容第13-14页
2 实验方法与设备第14-17页
   ·引言第14页
   ·实验试剂与仪器第14-15页
     ·实验试剂第14页
     ·实验仪器设备与分析检测仪器第14-15页
   ·行星磨的研磨机理第15页
   ·铝镁金属粉的制备第15-16页
   ·铝镁金属粉水反应活性的测试第16-17页
3 铝镁复合粉的制备及其水解性能的研究第17-36页
   ·引言第17页
   ·铝镁复合粉的制备及表征第17-23页
     ·复合粉形貌表征第18-21页
     ·物相结构分析第21-23页
   ·铝镁复合粉水反应活性影响因素研究第23-29页
     ·温度对其水反应活性的影响第23-24页
     ·球料比对其水反应活性的影响第24-25页
     ·球磨时间对其水反应活性的影响第25页
     ·Mg/Al质量比对其水反应活性的影响第25-27页
     ·NaCl含量对其水反应活性的影响第27-28页
     ·水质对其水反应活性的影响第28-29页
   ·金属添加剂对复合粉水反应活性的影响第29-34页
     ·铁、钴、镍作为添加剂对复合粉性能的影响第30-31页
     ·铋、锌、锡作为添加剂对复合粉性能的影响第31-33页
     ·硅、锆作为添加剂对复合粉性能的影响第33-34页
   ·本章小结第34-36页
4 铝镁合金粉的制备及其水反应性能的研究第36-54页
   ·引言第36-37页
   ·合金粉的制备及表征第37-43页
     ·合金粉物相结构的表征第37-38页
     ·合金粉形貌表征第38-40页
     ·Mg/Al合金粉在空气中氧化特性的研究第40-42页
     ·合金粉水反应活性的研究第42-43页
   ·各种金属添加剂对AL/MG合金粉反应活性的影响第43-49页
     ·添加剂Bi、Sn、Zn对Al/Mg合金粉水反应活性的影响第44-45页
     ·添加剂Fe、Co、Ni对Al/Mg合金粉水反应活性的影响第45-47页
     ·添加剂Ti、Zr、Si对Al/Mg合金粉水反应活性的影响第47-48页
     ·Al-Mg-X合金粉水反应机理研究第48-49页
   ·不同添加剂对合金粉在空气中氧化活性的影响第49-52页
   ·本章小结第52-54页
5 全文结论和主要创新点第54-56页
   ·全文结论第54-55页
   ·主要创新点第55-56页
致谢第56-57页
参考文献第57-60页
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