粒径大小对高频感应加热制备纳米铝粉活性影响
集料种类和粒径对微波加热效率的影响
a mi r wa e o e su e o s d e e a u e c a g s o i so e a d f ro i g r g t i  ̄ mm,5 c o v v n i s d t t y t mp r t r h n e fl u me tn n er l e a g e ae w t 0 5 t h mm 1 mm n 0 0 a d 1 mm - 5 1 mm a il ie . h e t g efce c s c l u a e . h e u s i d c t h tt e h a — p r ce sz s T e h ai fii n y wa ac l td T e r s h n ia e t a h e t t n i g ef in y o e r l e a g e a e i e i e t i h r t a h to i so e a g e ae wi i h a e t g n f ce c ff ro i g r g t s v d n l h g e h n t a fl i t y me t n g r g t t n t e s me h a i h n p ro . h e e au e c n b n a c d b 3 .T e p r c e s e a e a v d n n u n e o h e t g e d T e t mp r t r a e e h n e y 1 % i 3 h a i l i s h v n e i e t if e c n t e h a i t z l n efce c .T e i f e c n r e s 0 5 f i n y h n u n i g o d r i - mm > - 0 i l 5 1 mm > 0- 5 1 1 mm c o d n o t e h a i g e f i n y h x — a c r i g t h e t f ce c .T e ma i n i
浅议温度因素对纳米铝粉活性的影响
浅议温度因素对纳米铝粉活性的影响作者:杨红琳马俊林宋武林余莹来源:《十堰职业技术学院学报》2010年第05期[摘要]本文采用纳米铝粉为原料,进行了一系列温度变化试验,通过DSC—TG和x射线衍谢测试,研究了温度因素对纳米铝粉活性的影响。
[关键词]纳米铝粉;活性;温度[中图分类号]TQ133.1[文献标识码]A[文章编号]1008-4738(2010)05-0104-02纳米铝粉的初步应用包括作推进剂、军火和其他高能应用。
纳米铝粉与其他材料结合可产生独特的电、光、机械和高能性能。
从现阶段的研究表明,决定推进器作用效果的关键因素之一应该是金属铝粉的粒度,所以研究纳米金属铝粉的性质和影响因素具有十分重要的意义。
本文用纳米铝粉为原料,研究了温度因素对纳米铝粉活性的影响。
1试验试验采用深圳尊业纳米技术有限公司的金属纳米铝粉,原始纳米铝粉采用真空包装。
首先通过高分辨透射电镜对开包的纳米铝粉进行了即时观察,作了DSC-TG分析,然后测量了纳米铝粉的活性。
最后将纳米铝粉放置在环境相对湿度分别为50%-60%条件下,从室温至1000℃放置一段时间后再对其性能进行对比分析。
试样放置温度由水浴锅来控制。
试验仪器:(1)透射电子显微镜(JEM-2010FEL);(2)热分析(NETZSCH STA449C热分析仪),试样质量1.0mg-2.5mg,干氧气环境下,升温速度1022/min,从室温升温到1000℃。
(3)DTA分析(美国Perkin-Elmer差热分析仪),试样质量1.0-2.5mg,干氧气环境下,升温速率10℃/min,从室温升温到1000℃。
2结果与讨论2.1原料纳米铝粉的TEM图为了更加直观地了解温度对于纳米铝粉的影响以及纳米铝粉的氧化行为,我们做了场发射扫描电境来观察形貌。
以上分别为纳米铝粉原料的TEM图。
从图1中可以直观看出,其一原料均在纳米级范围内,粒子呈类球形和棒状,粒子平均粒径为100nm左右,成链条状联结。
纳米Al粉的结构和性能表征
第14卷 第3期2006年6月 含 能 材 料CH I N ESE JOURNAL OF ENERGETI C MATER I A LSVol .14,No .3June,2006文章编号:100629941(2006)0320227204纳米A l 粉的结构和性能表征楚 广1,2,唐永建2,楚士晋2,韦建军2,李朝阳2,刘 伟2(1.中南大学冶金科学与工程学院,湖南长沙410083;2.中国工程物理研究院,四川绵阳621900)摘要:采用自悬浮定向流法制备金属纳米A l 粉。
用透射电镜(TE M )、X 射线能量色散谱(E DAX )、X 射线衍射(XRD )、紫外2可见光吸收光谱(UV 2V is )和差示扫描量热2热重法(DS C 2TG )对纳米微晶形貌、粒度、结构和性能进行了研究。
结果表明:纳米A l 粉的平均粒径为50n m,颗粒基本为球形,放置半年后含氧量为8.2%,最大的吸收峰出现在波长为253n m 处。
在A r 气流中,在780℃时纳米铝粉增重约20%,熔化峰位置为654.8℃,熔化吸热为136J ・g -1。
关键词:分析化学;纳米铝粉;性能;热分析;自悬浮定向流法中图分类号:TG113;O65 文献标识码:A收稿日期:2005212201;修回日期:2006203209基金项目:国家自然科学基金(10475069/A0506),中物院面上基金(20050866)作者简介:楚广(1958-),男,博士,高级工程师,长期从事有色冶金及材料研究工作。
e 2mail:chuguang2006@1 引 言纳米A l 粉的制备方法主要有物理法、电爆法[1]和高能球磨(MA )法。
物理法中的常规加热方式有电阻加热、等离子体加热、高频感应加热、电子束加热、激光加热等,并且通过各种加热工艺产生了许多制备纳米铝粉的制作方法[2]。
自悬浮定向流技术[3,4]就是利用高频感应加热金属,采用独特的无接触加热方式,所得到的产物纯度与原料成分完全一致,而且通过调整制备过程中的工艺参数,可以控制金属纳米颗粒的平均粒径和生产效率,非常适合批量生产金属纳米材料和满足各种科学实验的要求。
甲烷气氛中激光-感应复合加热制备碳包覆纳米铝粉
me ae am shr.T e p ae,m rh l y ad s utr ee tde y m a s o X -a irci X D , h t n t op ee h h ss op o g n t cue r u id b en f o r w s ry dfat n( R ) f o
郭连贵 , 宋武林 , 张小塔 , 谢 长生 , 胡木林
( 中科技 大 学材料 学院模具技 术 国家重点 实验 室 , 湖 北 武汉 华 4 07 ) 304
摘 要 :在 甲烷 气 氛 中采 用 激 光 一 应 复 合 加 热 法制 备 了碳 包覆 纳 米铝 粉 。使 用 X D、E 感 R T M、
Pr p r to fCa b n c a e u i u n p wd r y e a a i n o r o - o t d Al m n m Na o o e sb
La e — n u t0 m pe a ig i eh n m o p e e sr id cin Co lx He tn n M t a eAt s h r
ta h 8 ma eAlmiu n oa s lswi iefo 8t 0 m n na ea ep ril ieo 8n aec vrdb h t ea 一 d u n m a c p ue t sz m o4 n a da v rg at es f2 m r o ee y t n h r c z 3 4ga ht y r. eme h ns o r t no ab n cae u n m a o o esp o u e ylsr id cin  ̄ rp icl es T c a i i a h m f omai fc ro - o tdAlmiu n n p wd r rd c db ae— n u t f o o
含能纳米铝粉的制备与性能
含能纳米铝粉的制备与性能为了提高火炸药和固体推进剂的能量性能,常采用添加金属粉的方法来实现。
纳米金属粉相比于普通金属粉有着独特的优势,由于纳米铝粉具有高活性、高热值、后燃效应强等优势,所以向火炸药和固体推进剂中加入的纳米金属粉主要是纳米铝粉。
然而,纳米铝粉的高活性使得纳米铝粉极易被氧化而失去活性,因此需要对纳米铝粉的表面进行改性,其中,在纳米铝粉的表面包覆碳层是行之有效的办法。
本文分别采用直流电弧氢等离子体法和化学法制备碳包覆纳米铝颗粒。
利用直流电弧氢等离子体法在1.0KPa CH4和2.5KPa Ar的气氛下制备的纳米铝颗粒,其XRD和HRTEM表明,部分纳米铝颗粒有碳包覆,部分纳米铝颗粒表面是A1203;通过TG-DTA分析,可以看出所制备的纳米铝颗粒氧化温度降低。
而分别在0.5KPa CH4和2.5KPa Ar 2.0KPa CH4和2.5KPa Ar气氛下制备的纳米铝颗粒,其XRD分析中分别有很多Al2O3、Al4C3的衍射峰,这代表分别形成了大量的AL2O3、Al4C3等杂质。
利用化学法制备碳包覆纳米铝颗粒,用红外碳硫分析仪、XRD、TEM、BET、Raman、TG-DTA等表征方法进行分析。
实验结果表明,制备的纳米粉体碳含量为0.37%;内核铝的表面包覆层没有晶体结构且不同于钝化纳米铝粉表面的包覆层;制备的纳米粉体比表面积为5.967m2·g1计算得到的粒径为373.8nm,结合TEM照片说明纳米铝粉活性很高,极易发生团聚形成二次粒子;在拉曼位移为1601cm-’处,出现碳的G峰,与之对应的是纳米晶石墨。
综上所述,利用化学法所制备的碳包覆纳米铝粉,表面包覆物是纳米晶石墨和氧化铝。
通过对化学法所制备的碳包覆纳米铝颗粒与钝化处理的纳米铝颗粒进行TG-DTA测试,结果表明,制备的碳包覆纳米铝颗粒抗氧化性和稳定性明显提高。
纳米铝粉的粒径决定其活性,是最基本,也是最重要的性能指标。
为了能够利用直流电弧氢等离子体法批量制备粒径合适的纳米铝粉,探索了阴极电流、惰性气体压力等工艺参数对纳米铝粉产率和粒径的影响并分析了影响机理。
纳米Al粉的结构和性能表征
剂 中添加 1 %质量 比的超微 铝或镍颗 粒 , 燃料 的燃烧 热 可增加 1 倍 。国外有研 究报 道 ]在 H P , T B复合 推进
剂中, 加入 2 % Ae A G N D 0 l x( R O I E公 司产 品 ) 与 同样 , 含 量普通 铝粉 相 比较 , 燃烧速率可 以提高 7 %。在炸药 0
满足各种 科学 实验 的要求 。 目前 国内外关 于纳米 铝粉在 含 能材料 方面 的应 用 己经取得 了很大 的进展 。与普通铝粉相 比, 纳米 铝粉 具有燃烧更快 、 热量更大的特 点 , 在 固体 燃料 推进 放 若
纳米微粒在无水 乙醇中经超声波振荡 1h使 样品充 , 分分散后 , P ip M 2 在 hl sE 40型透射电镜 上进行形貌观察 。 i 热分析采用 德 国生 产 的 N T S H S A 4 9 E Z C T 4 C型 综 合 同步热分 析仪 ( S -G) D C T 上进行 测定 。分别使 用 空气 和 A 流动载气 , r 流速为 2 ・ i 一。A 埚。升 0ml m n I 坩 0 温速率 为 2 0℃ ・ n一, 温 至 80 ℃ 。样 品 用 量 为 mi 升 0 2mg 左右 。仪器最大误 差 : 度为 2o , 温 = 失重 为 0 4 I . %。 样 品的表 面微 区化学 成 分用 美 国 E A x 公 司 D XI . n
文章 编 号 : 069 4 (0 6 0 -27 4 10 - 1 20 )30 2 - 9 0
纳米 粉 的 结构 和 性 能表 征
楚 , 建 , 广 唐永 楚士晋 , 建军 , 朝阳 , 伟 韦 李 刘
浅议温度因素对纳米铝粉活性的影响
D S图 中温度 超 过 8 0 后 曲线 出现 明 显 的 下 降 , C 0℃ 直 至 温度 到 10 0 0 o C。而 T 曲线 从 温 度 7 0 后 G 0℃ 直持 续上 升 。这表 明纳米 铝粉 氧化 逐步 完全 。 从 前 人 的文 献 中我们 可 以知道 : 米 铝 粉 的低 纳 温氧化 有两 步 , 首先是 铝粉 的外 壳氧化 , 即对应 图 中 的 5 0 时 曲线 变 化 ; 2℃ 然后 温 度 继续 上 升 , 化不 断 氧 扩 散 至纳米 铝粉 的 核心 部 分 , 个 过 程 氧化 速 度 比 这 较 缓慢 , 颗粒 越 大 , 氧化 越 慢 , 应 图 中的 7 0 一 1 对 5℃ 00 0 o C曲线 变化 。
[ ]B sh n Gr n 5 ac u g B, u eD,L c tH H,e a o u t n i h t 1 .C mb si o
Ph no e ld Pr e lntBa e n e m naofa So i op la s d o Al m i i m u n u Pow —
2 3 X 射 线 衍 射 分 析 .
[ ]D v Kl u dK J 7 ai SC, a n .Unu p r dS lMea P r s b s po t mal tl a— e
ato a tviy, nd Cha a t rz ton Che — r c e ia i . m
一
[ ]陈 沛 ,赵 凤 起 , 3 杨 栋 , 等.纳 米 级金 属 粉 对 GA 热 P
分解 特 性 的影 响 [] J .推 进 技 术 , 0 0 5 :3 7 . 2 0 () 7—6
高频热等离子体制备纳米粉体材料研究进展
高频热等离子体制备纳米粉体材料研究进展作者:白柳杨袁方利来源:《新材料产业》 2012年第4期文/白柳杨袁方利中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室等离子体( P l a s m a )是由电子、阳离子和中性粒子构成的整体呈电中性的物质集合,是除去固、液、气外物质存在的第四态。
气体放电、激光压缩、射线辐照及热电离等方法都可产生等离子体,最常用的是气体放电法。
高频(High Frequency,HF)热等离子体除具有能量密度大、温度高和冷却速率快等特点外,由于产生等离子体的感应线圈位于等离子体炬外,不会带来电极污染,而且等离子体反应体系气氛可控,因此在制备和处理高纯度粉体材料方面具有明显的优势和潜力。
采用高频热等离子体制备微细粉体材料主要有2种途径:一种是高频热等离子体主要用作高温热源,利用等离子体弧的高温进行加工处理,如粉体表面熔化球化、蒸发细化等;另一种途径是高频热等离子体同时提供能够促进化学反应的活性粒子,反应物在等离子体区域以及高温区进行化学反应,然后经淬冷得到微细粉体材料。
本文将首先介绍高频热等离子体制粉设备及一般合成过程,然后分别介绍等离子体合成球形纳米材料、一维纳米粉体、高温特种陶瓷粉体和等离子体球化方面的研究进展。
一、高频热等离子体制备纳米粉体设备[1]高频热等离子体制备纳米粉体系统包括等离子体发生装置、反应器、加料器、产物收集系统和气体配送系统等,装置示意图如图1所示。
高频热等离子体制备纳米粉体的实验过程分为3个步骤:第一步,产生稳定的等离子体弧;第二步,加料;第三步,收集产品。
通常情况下,加料前,等离子体弧需要首先稳定运行5m i n左右使反应体系内部基本达到热平衡,停止加料后再运行1 ~ 2m i n后熄弧。
在制备金属粉体或非氧化物陶瓷粉的实验中,熄弧后还需要继续通入保护气,直至系统冷却,以防止生成的粉体高温氧化,待系统完全冷却后再打开收料器和反应器进行产品收集。
纳米铝粉粒径对活性量及氧化层厚度的影响
na — l i no aum num o de a e e t d.Com b n d w ih x rm e a o pw rw s pr s n e i e t e pe i nt lc ndii s, he a i a iy an o m on lt ton t r ton lt d c m a iy of
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图 2 纳 米 铝 粉 TEM 图
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注: d为 铝 粉 粒 径 ; ”为 数 据 量 ; 为 活 性 铝 的质 量 分 数 。
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Ab t a t sr c :Th a o au n m t h a tcesz r m 5n n t 0 n sc a a t r e yTEM , EM n l e n n — l mi u wih t ep ri l ief o 2 F o 6 0 n l wa h r c e i d b z ES a d e—
Z ENG a g,J A( Iin 1 )Qi g j n i e,REN u ,ZHOU n H i Qi g ( t t y L b r t r fEx l so c e c n c n lg , B i n n tt t fTe h o o y, S ae Ke a o a o y o po in S in e a d Te h o o y cj g I s iu e o c n l g i
铝粉粒度和含量对NEPE推进剂燃烧产物颗粒阻尼的影响
550胡翔,张林,唐泉,李伟,廖海东,庞爱民文章编号:1006-9941(2018)07-0550-07铝粉粒度和含量对N E P E推进剂燃烧产物颗粒阻尼的影响胡翔,张林,唐泉,李伟,廖海东,庞爱民(湖北航天化学技术研究所,湖北襄阳441003)摘要:为研究铝粉粒度和含量对N E P E推进剂燃烧产物颗粒阻尼的影响,采用密闭弹燃烧法收集了N E P E推进剂的凝相燃烧产物并开 展粒度分析,根据C l i c k线性颗粒阻尼理论计算了燃烧产物对声不稳定燃烧的颗粒阻尼。
结果表明,铝粉的粒度和含量均显著影响NEPE 推进剂燃烧产物对声不稳定燃烧的颗粒阻尼,主要是由于铝粉粒度和含量影响了凝相燃烧产物的粒度分布。
对一定频率声不稳定燃烧,凝相燃烧产物中粒径处于[1/20。
8,20。
8](0。
8为最佳颗粒粒径)区间的颗粒质量分数越高,燃烧产物的颗粒阻尼效率系数越大,产 的颗粒阻尼越大。
燃烧产物中凝相燃烧产物的质量分数是决定颗粒阻尼的一,与推进剂中铝粉含量相关。
关键词:醚(N E PE)推进剂;铝粉;燃烧产物;颗粒阻尼中图分类号::55; V512文献标志码:A D O I:10. 11943/j. issn. 1006-9941.2018. 07. 001'引言固体火箭发动机(SRM)中声不稳定燃烧是声振荡与燃烧过程的耦合,和燃烧效率下降,SRM失控、爆炸等灾难性果,是SRM设计、研 程中 的 一。
文献[1 ]列举了国外1951 ~ 1997年间出现声不稳定燃烧的SR M实例,其中部分SRM颗粒阻尼的技径有效了声不稳定燃烧。
对一定频率声振荡,颗粒阻尼越大,声 越快,声不稳定燃烧抑制效果越好,SRM工作稳定性越好[2]。
对于含铝固体推进剂而言,颗粒阻尼是铝粉的凝相燃烧产物(CCP)在燃气中 产生的动力弛豫和热弛豫对声.的衰用,受C C P的粒度和 燃烧产物中的质量分数(文中简称浓度)影响>5]。
纳米铝粉单质铝含量测定方法的研究
华中科技大学硕士学位论文纳米铝粉单质铝含量测定方法的研究姓名:***申请学位级别:硕士专业:材料学指导教师:***20090525华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文摘要本文以电爆炸丝法制备的含有高活性铝含量的纳米铝粉作为研究对象,采用气体容量法测量了纳米铝粉中的活性铝含量,分析铝粉反应不完全可能存在的原因。
并在传统的滴定法测量纳米铝粉活性含量的基础上,对锰滴法及铈滴法等实验方法进行改进,探讨体系中酸度、时间等各因素的影响,从而分别以最佳的反应体系进行反应测量活性铝含量。
最后分别采用氧化模型理论计算和Rietveld结构精修的方法计算了纳米铝粉中活性铝的含量。
实验中采用TEM、HRTEM、XRD等手段对纳米铝粉进行了物性表征,电爆法制备纳米铝粉为球形颗粒,粒径大约在20-130nm范围内呈正态分布,具有明显的核壳结构,表面Al2O3壳层厚度大约在3nm左右。
气体容量法测得纳米铝粉中活性铝含量只有75.75%,由TEM及SEAD分析得知纳米铝粉始终反应不完全,这可能与溶液中离子的溶剂化作用有关,离子间相互作用形成离子氛从而限制了离子的行动,使得溶液中OH-不能充分与内部金属铝接触而反应不完全。
锰滴法中,采用无水乙醇作为溶剂,有效抑制了纳米铝粉与水的反应。
同时采用硝酸铁作为氧化剂,在纳米铝粉约50mg左右时,在搅拌反应2h后加入0.1mol/L 的硝酸28mL继续反应约24h,测得纳米铝粉中单质铝含量达到最高,约94.45%。
并通过实验讨论了体系中少量水的存在是必要的,还对酸度、时间等各因素的影响进行了深入的分析。
铈滴法中硫酸高铈溶液的酸度大小对活性铝含量的测量有影响,当酸的浓度为0.15mol/L时,测得的活性铝含量最高为87.70%。
纳米铝粉在低温下慢氧化到一定程度会达到饱和状态,氧化层达到一定厚度停止生长。
对此种核壳结构模型,由HRTEM表征结果设表面Al2O3壳层厚度为3nm,采用数学积分的方法计算内核金属铝的质量分数,得到金属铝的含量为78.79%。
《粒径和形貌对纳米ZnSe吸附和光催化性能的影响》
《粒径和形貌对纳米ZnSe吸附和光催化性能的影响》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展,纳米材料因其独特的物理化学性质,在许多领域展现出重要的应用价值。
纳米ZnSe作为一种重要的半导体材料,因其优异的光电性能,被广泛应用于光催化、太阳能电池、光电传感器等领域。
本文旨在探讨粒径和形貌对纳米ZnSe吸附和光催化性能的影响。
二、粒径对纳米ZnSe吸附和光催化性能的影响粒径是影响纳米材料性能的重要因素之一。
较小粒径的纳米ZnSe具有更大的比表面积,可以提供更多的活性位点,从而影响其吸附和光催化性能。
研究表明,随着粒径的减小,纳米ZnSe的吸附能力增强。
这是由于小粒径的纳米材料具有更大的比表面积,可以提供更多的吸附位点,有利于吸附反应的进行。
同时,小粒径的纳米ZnSe 具有更好的光吸收性能,可以更有效地利用太阳能,从而提高光催化性能。
然而,粒径过小也可能导致纳米ZnSe的量子产率降低,因为过小的粒径会导致电子和空穴的复合几率增加,从而降低光催化效率。
因此,存在一个最佳的粒径范围,使得纳米ZnSe的吸附和光催化性能达到最优。
三、形貌对纳米ZnSe吸附和光催化性能的影响除了粒径,形貌也是影响纳米ZnSe性能的重要因素。
不同的形貌会导致纳米ZnSe的能带结构、表面态和光吸收性质发生变化,从而影响其吸附和光催化性能。
例如,纳米ZnSe的形状从球形转变为棒状、片状或其它复杂结构时,其比表面积和表面能都会发生变化,进而影响其吸附能力。
此外,不同形貌的纳米ZnSe在光照射下,其光生电子和空穴的迁移路径和分离效率也会有所不同,从而影响其光催化性能。
研究表明,具有特殊形貌的纳米ZnSe,如多孔结构、中空结构等,因其较大的比表面积和良好的光吸收性能,通常具有更好的光催化性能。
此外,一些特殊形貌的纳米ZnSe还可以通过表面修饰等方法进一步优化其性能。
四、结论综上所述,粒径和形貌对纳米ZnSe的吸附和光催化性能具有重要影响。
适当减小粒径和提高比表面积可以增强纳米ZnSe 的吸附能力,而特殊形貌的纳米ZnSe则通常具有更好的光催化性能。
《粒度对纳米粒子分解热力学和动力学的影响》范文
《粒度对纳米粒子分解热力学和动力学的影响》篇一一、引言纳米粒子因其独特的物理和化学性质,在材料科学、生物医学、能源科学等领域展现出广泛的应用前景。
在纳米粒子的制备、性质及应用过程中,粒度是一个关键因素。
粒度对纳米粒子的热力学和动力学性质有着显著的影响,因此,本文将重点探讨粒度对纳米粒子分解热力学和动力学的影响。
二、粒度对纳米粒子分解热力学的影响1. 分解反应的起始温度粒度是影响纳米粒子分解反应起始温度的重要因素。
一般来说,粒度越小,纳米粒子的比表面积越大,其表面活性越高,使得分解反应的起始温度降低。
这是因为小粒径的纳米粒子具有更高的能量状态,更易于在较低的温度下发生分解反应。
2. 反应活化能粒度对纳米粒子分解反应的活化能也有显著影响。
随着粒度的减小,纳米粒子的表面原子比例增加,导致表面能增加,从而降低反应活化能。
这使得纳米粒子在较低的温度下就能进行分解反应。
三、粒度对纳米粒子分解动力学的影响1. 反应速率粒度对纳米粒子分解反应速率的影响主要体现在其比表面积效应。
小粒径的纳米粒子具有更大的比表面积,能够提供更多的反应活性位点,从而加快反应速率。
此外,小粒径的纳米粒子还具有更高的表面扩散速率,有利于反应物质的传输和扩散。
2. 反应机制粒度还会影响纳米粒子分解反应的机制。
随着粒度的减小,纳米粒子的表面能增加,可能导致表面反应机制成为主导。
此外,小粒径的纳米粒子在分解过程中可能产生更多的缺陷和杂质,这些因素都可能影响反应机制和产物性质。
四、实验验证与讨论为了验证上述理论,我们进行了一系列实验。
通过改变纳米粒子的粒度,观察其对分解反应的起始温度、反应速率以及反应机制的影响。
实验结果表明,随着粒度的减小,分解反应的起始温度降低,反应速率加快。
此外,我们还发现小粒径的纳米粒子在分解过程中表现出更复杂的反应机制和产物性质。
五、结论本文通过理论分析和实验验证,探讨了粒度对纳米粒子分解热力学和动力学的影响。
结果表明,粒度是影响纳米粒子分解反应的重要因素。
纳米材料粒径
纳米材料粒径纳米材料是一种具有纳米级尺寸特征的材料,其粒径通常在1-100纳米之间。
纳米材料的粒径对其性能和应用具有重要影响,因此对纳米材料粒径的研究和控制具有重要意义。
首先,纳米材料的粒径对其特性具有显著影响。
由于纳米材料的尺寸处在纳米级尺度,因此其具有较大的比表面积和较高的表面能。
这使得纳米材料在光学、电子、磁性等方面表现出与传统材料不同的性质。
例如,纳米颗粒的光学性质会随着粒径的改变而发生变化,纳米材料的电子输运性质也会受到粒径的影响。
因此,控制纳米材料的粒径可以调控其特性,实现对其性能的定制化设计。
其次,纳米材料的粒径对其应用具有重要影响。
由于纳米材料具有独特的性质,因此在材料科学、纳米技术、生物医药等领域具有广泛的应用前景。
例如,纳米颗粒可以用于制备高性能的光学材料,纳米材料也可以用于制备高效的催化剂和传感器。
而这些应用往往需要对纳米材料的粒径进行精确控制,以实现对其性能的调控和优化。
因此,研究纳米材料的粒径对其应用具有重要意义。
在纳米材料的研究和应用过程中,如何精确控制纳米材料的粒径成为一个关键问题。
目前,人们已经提出了多种方法来实现对纳米材料粒径的控制,包括溶剂热法、化学气相沉积法、物理气相沉积法等。
这些方法可以通过调控反应条件、控制晶种生长、调节表面活性剂等手段来实现对纳米材料粒径的控制。
同时,人们也在探索新的方法来实现对纳米材料粒径的精确控制,以满足不同领域对纳米材料的需求。
总的来说,纳米材料的粒径对其性能和应用具有重要影响,因此对纳米材料粒径的研究和控制具有重要意义。
通过精确控制纳米材料的粒径,可以实现对其性能的定制化设计,拓展其在各个领域的应用。
因此,纳米材料粒径的研究将继续成为纳米材料领域的热点问题,其研究成果也将为纳米材料的应用提供重要支撑。
纳米铝粉的点火机理及制备
纳米铝粉的点火机理及制备摘要:纳米铝粉由于其大比表面、低活化能、高活性等独特的化学物理特性正逐步替代微米粉而作为含能材料添加剂被广泛用于火箭推进剂、高效助燃剂,添加到火箭的固体燃料,大幅度提高燃料燃烧速度、改善燃烧的稳定性、燃料空气炸药(FAE) 、深水炸弹等工程和军事中。
用光触发同步采集技术在多光谱系统上测定纳米铝粉与环氧丙烷快速反应的点火延迟时间和基团光谱强度, 得出诱导激波作用下纳米铝粉的点火机理。
X 射线衍射(XRD) 数据表明, 等离子体方法生产的纳米铝粉由于活性较高表面有部分氧化, 电子能谱(XPS) 给出结果表明氧化层厚度~3 nm , 且其反应生成物的电子能谱显示氧化层厚度随诱导激波强度增加而相应增大。
单色仪测定AlO (46418 nm) 点火时间表明随诱导激波强度增大, 纳米铝粉在环氧丙烷反应系统中的抛撒状态分布更均匀, 颗粒受热面增大, 受热率明显增大, 且激波作用下铝粉表面3 nm 厚氧化层也极易被熔破, 使内核活性铝气化与反应系统中的氧原子及含氧分子反应放热而达到点火状态。
用TEM和XRD分析得,纳米Al粉的平均粒径为50 nm,颗粒基本为球形,放置半年后含氧量为8. 2%,最大的吸收峰出现在波长为253 nm处。
在Ar气流中,在780 ℃时纳米铝粉增重约20%,熔化峰位置为654. 8 ℃,熔化吸热为136 J·g- 1。
目前,在固体推进剂中加入微米级A1粉是提高推进剂能量水平的一个常用手段,但微米级Al粉在燃烧过程中易在燃面互相熔联形成凝滴而降低燃烧效率,同时也有可能产生燃烧不完全、特征信号过强和喷管的两相流损失等缺陷,而使用纳米Al粉替代对克服这些缺陷具有重要的实际应用价值[z’3]。
因纳米Al粉具备以上优点,使其在同体推进剂领域具有广阔的应用前景,但在实际应用中发现,纳米Al粉极易团聚,难以均匀分散到其它组分之中;同时纳米Al粉表面活性很高,其表面极易发生氧化而降低应用效果。
微米铝粉在声场中的振荡燃烧特性
微米铝粉在声场中的振荡燃烧特性李军伟;王燕宾;饶求剑;王宁飞【摘要】为了解声场中铝粉的燃烧特性,建立了甲烷平面燃烧器,利用外置喇叭产生振荡,进行了微米级铝粉的燃烧实验.研究了铝粉在不同振荡频率下的分布燃烧响应特性及粒径分别为10、20、30 μm的3种铝粉颗粒的燃烧特性和产物的阻尼特性.结果表明,振荡频率不同时,铝粉燃烧对振荡压强的增益作用不同,粒径为20μm铝粉燃烧,在振荡频率200Hz和300Hz时增益作用明显.铝粉粒度越大,分布燃烧增益越大.粒径为10μm铝粉对燃烧器高频振荡阻尼最大.随着铝粉粒度增加,燃烧产物颗粒对高频压强振荡的阻尼减小.%To understand the combustion characteristics of aluminum powders in the sound field, a methane flat burner was established. The combustion experiment of micro-aluminum powders was carried out by an external horn to generate oscillation. The distribution and combustion response characteristics of aluminum powder under different oscillating frequency and the combustion characteristics and damping characteristics of products for aluminum powder with particle size of 10 ,20 ,30μm were studied. The results show that when the oscillation frequency changes, the gain effect of the aluminum powder combustion to th e oscillating pressure is different, the gain effect of 20μm aluminum powder combustion is obvious when the oscillation frequency is 200Hz and 300Hz. The larger the particle size, the greater the gain of distribution combustion. The damping of aluminum powder with the particle size of 10 μm to high-frequency oscillation of burner is the maximum. With increasing the particle size of aluminum, the damping ofcombustion product particles on high frequency pressure oscillation reduces.【期刊名称】《火炸药学报》【年(卷),期】2016(039)005【总页数】7页(P51-57)【关键词】铝粉;振荡频率;振荡气流;燃烧特性;阻尼特性【作者】李军伟;王燕宾;饶求剑;王宁飞【作者单位】北京理工大学宇航学院,北京 100081;北京理工大学宇航学院,北京100081;北京理工大学宇航学院,北京 100081;北京理工大学宇航学院,北京100081【正文语种】中文【中图分类】TJ55;O32随着固体推进剂能量的不断提高,固体火箭发动机会出现燃烧不稳定,造成燃烧室内压强振荡。
液相化学法制备纳米铝粉及其表征
液相化学法制备纳米铝粉及其表征查明霞;马振叶;徐娟;秦红;徐司雨;赵凤起【摘要】为了得到微结构可控的纳米铝粉,尝试用液相化学法制备纳米铝粉,并采用X射线衍射(XRD)仪、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和能谱仪(EDS)对其进行表征.研究了原料摩尔比、催化剂用量和分解温度对铝粉形貌、粒径和组成的影响.在此基础上,优化出最佳制备工艺参数,当AlCl3:LiAlH4摩尔比为1∶6,催化剂用量为0.04 mL,分解温度为110℃时,制得的纳米铝粉为类球形,平均粒径约为50 nm,杂质Cl、Ti含量少.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2014(035)010【总页数】6页(P1575-1580)【关键词】兵器科学与技术;液相化学法;纳米铝粉;微结构调控;制备【作者】查明霞;马振叶;徐娟;秦红;徐司雨;赵凤起【作者单位】南京师范大学化学与材料科学学院,江苏南京210097;南京师范大学化学与材料科学学院,江苏南京210097;南京师范大学化学与材料科学学院,江苏南京210097;南京师范大学化学与材料科学学院,江苏南京210097;西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室,陕西西安710065;西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】O614铝粉具有密度高,耗氧量低,燃烧热高[1]和成本低等特性,广泛地用作推进剂的添加剂[2]。
目前,推进剂中使用的铝粉其粒径大多是微米级,微米铝粉在燃烧时容易聚集到一起形成大的“凝滴”,这不仅会延长燃烧时间,而且可能产生燃烧不完全、红外信号增加和形成羽烟状气体排出等缺陷[3],从而制约了其应用。
相比于微米铝粉,纳米铝粉具有点火温度低(<1 000℃)、点火延迟时间短以及热释放温度低等特性[4-5],应用到推进剂中表现出优越的燃烧性能[6]。
因此,应用纳米铝粉取代微米铝粉可成为提高推进剂燃烧性能的重要方法。
目前报道的纳米铝粉制备方法主要有电爆炸法[7]、等离子体加热法[8]、电弧放电法[9]、激光消融法[10]等,这些方法存在能耗大、设备要求高、粒子粒径不均匀[11]等缺陷。
不同球磨介质在片状铝粉制备过程中的作用研究
第20卷第4期2010年8月粉末冶金工业PO WDER MET ALLURGY INDUST RYVo l.20No.4A ug.2010收稿日期:2009-12-11作者简介:舒畅(1973-),男(汉),湖南长沙人,硕士,工程师,主要从事金属材料工程,金属材料表面处理技术。
不同球磨介质在片状铝粉制备过程中的作用研究舒畅,谢光荣,曾鹏(广东工业大学材料与能源学院,广东广州 510006)摘 要:片状铝粉具有较高的径厚比、二维平面结构、良好的屏蔽效应以及特殊的随角效应,广泛应用于涂料、高档汽车面漆、油墨、印刷等行业。
本文利用滚筒球磨法制备片状铝粉,当其它工艺条件相同的情况下,使用不同的球磨介质(陶瓷球、不锈钢球、硬质合金球)进行了一系列的工艺试验,并对其所制得的片状铝粉进行分析、比较,实验结果表明;以硬质合金球作球磨介质,对>44~25 m (325~500目)的球形原料铝粉进行湿法滚筒球磨30h,所得铝粉基本上全为片状铝,粒径主要集中在小于15 m,厚度1~3 m,基本满足 达克罗 技术对片状铝粉的要求。
关键词:片状铝粉;滚筒球磨;球磨介质中图分类号:TF123 2 文献标识码:A 文章编号:1006-6543(2010)04-0010-05TH E EFFECT S OF DIFFERENT BALL M ILLING MEDIU M S ONTH E FABRICATION OF ALUM INUM FLAKE POWDERSHU C hang,XIE Guang rong,ZENG Peng(Co lleg e of M at erials and Ener gy Sources,Guangdong U niv ersity of T echnolog y,G uang zhou 510006,China)Abstract:Aluminum flake pow der has hig h diameter thickness ratio,tw o dimensional struc tur e,g ood shielding effect and special by horn effect.It has been w idely used in coating ,top g rade car surface painting,ink and printing etc.industr ies.By ball m illing process,w hile theother process co nditions keep the same,alum inum flake pow der is fabricated w ith different milling mediums (ceramic ball,stainless steel ball,hard alloy ball),and the o btained alumi num flake pow der is analy zed and com pared in this paper.The ex perimental results show that:using hard allo y ball as m illing mediums,grinding raw alum inum pow der size 325~500mesh per inch by w et ball milling fo r 30hours,the o btained products are mostly aluminum flake pow der,w hich has a particle size of less than 15 m,thickness 1~3 m,and meet the basic requirements for DACROM ET paint.Key w ords:aluminum flake pow der;ball m illing ;ball milling mediums 上世纪九十年代以后我国才兴起的 达克罗 涂层技术(达克罗处理技术是美国于上个世纪70年代研究和开发的一种新型表面处理工艺,日本称之为 DACROTIZED ;欧美称之为 DACROM ET ,它是一种水溶性锌铝涂层。
影响粉状活性炭性能的主要因素
影响粉状活性炭性能的主要因素粉状活性炭是一种常用于吸附和净化水和空气的材料。
其性能的好坏直接影响着其使用效果,因此了解影响粉状活性炭的性能的主要因素对于提高其效力具有重要意义。
粒径粒径是影响粉状活性炭性能的主要因素之一。
一般来说,粒径越小,比表面积越大,活性炭的吸附能力越强。
因此,一些应用于空气净化的粉状活性炭往往采用粒径较小的颗粒。
相反,一些应用于水处理的活性炭粒径较大。
水分含量粉状活性炭的水分含量是影响其吸附能力的另一个重要因素。
水分含量高时,活性炭的吸附能力会降低,而且还容易引起细菌滋生等问题。
因此,使用时需要注意保持活性炭的干燥。
孔径大小孔径大小是影响粉状活性炭吸附能力的另一个重要因素。
活性炭的微孔和介孔大小不同,导致其吸附不同物质的能力也不相同。
一些应用于水处理的活性炭,往往含有较多的介孔,因为介孔能够更好地吸附水中的有机物,起到净化水质的作用。
燃烧温度燃烧温度也是影响粉状活性炭性能的重要因素。
活性炭的燃烧温度越高,其孔径越小,比表面积越大,吸附能力也更强。
因此,一些应用于空气净化的粉状活性炭往往采用高温炭。
基材类型活性炭的基材类型也会影响其性能。
基材通常采用木屑、玉米芯、椰壳等,它们的产地、生长环境和处理方法会影响活性炭的质量。
例如,某些地区的椰壳炭比其他地区的椰壳炭效果更佳,因为那里环境适宜椰树生长,可以得到更好的原料。
总结以上是影响粉状活性炭性能的主要因素,掌握这些因素对粉状活性炭的选用和应用能够起到关键作用。
在使用粉状活性炭时,应根据其应用场景合理选择,合理储存和使用,以保证其最大的利用价值。
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多与 传统材料 不 同的独特性 能 。利用 纳米 技术对 已有
的含 能材料 ( 如铝粉 ) 进行 加工 处 理 , 获得 能 量 释 放 可
发, 并保 持一定 的蒸 发时 问 , 后通 入 少量空 气进行 钝 最 化 处理 。纳米 锅粉 颗粒大 小 可通过 调 整高频 感应 电流 及 惰性 气 体压 力来 控制 ( 见表 1 。 )
文 章 编 号 :10 —9 ( 0 6) 40 7 —4 0 6 9 41 2 0 0 2 6 0
粒 径 大小 对 高频 感应 加 热 制 备 纳 米 铝 粉活 性 影 响
郭 连贵, 武 谢 宋 林, 长生, 林, 建军 胡木 王
( 中科 技 大 学 材 料 学 院模 具 技 术 国 家 重 点 实验 室 ,湖 北 武 汉 40 7 ) 华 3 04 摘要 : 用 高 频 感应 加热 蒸 发 一 凝 法 制 备 了 2 , ,0n 三 种 不 同粒 度 的 纳 米 铝 粉 , 运 用 x 射线 衍 射 ( R ) 采 冷 02 5 m 5 并 X D 和透 射 电镜 ( E 对 纳 米铝 粉 进行 表征 , 用 差 热 分 析 ( T 研 究 了不 同 粒 径 纳 米 铝 粉 的热 学 行 为 。结 果 发 现 , T M) 使 D A) 随 着 纳 米 粒 子 粒 径 从 5 m 减 小 到 2 m, 米 铝 粉 反 应 放 热 热 焓 从 3 7 1k 0n 0n 纳 . 2 J・g 减 少 到 0 98 k ・g . 2 J ~, 即 随着 粒 径 的 减 小 纳 米铝 粉 的 活性 反 而 变低 。认 为这 是 由 于 铝 纳米 粒 子 表 面 氧 化 铝 膜 含 量 的 增 加 , 用 高频 感 应 采 加热 方 法 制 备 的 粒 子 不存 在 内 部储 能所 致 。 因 此 , 米 铝 粉 的活 性 , 仅 取决 于 粒 子 的 尺 寸 大 小 , 取 决 于粒 子 的 纳 不 还 制 备方 法 , 及粒 子表 面包 覆 壳 层 的 种 类 、 构 、 度 等 。 以 结 厚 关键词 : 料 科 学 ; 米 铝 粉 ;粒 子 尺 寸 ;活性 ;热 学 行 为 ; 能 材 纳 储
收 稿 日期 : 0 5 1 .2 2 0 .2 2 ;修 回 日期 : 0 6 0 .0 2 0 -32 基 金 项 目 :国 家 自然 科学 基 金 ( 0 7 0 1 5 4 16 )
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彝
1 高频感应器 , 一 收集室 , 一抽真空 , 一 2 3 4 坩 锅 , _气 体 充 人 管 一 5- 图 1 高 频 感 应 加 热 实 验 装 置
速率 高 的纳米 新 材 料 ( 纳 米 铝粉 ) 如 。在 固体 火 箭 推
进 剂 中用纳米 铝粉 取代 普 通微 米 铝 粉 , 燃 速 可 提 高 其 3 0多倍 , 当压 强从 常 压增 加 到 l . 3MP 10 a时 ,含 纳米
铝 粉 的复合推进 剂 的压强指数 为 0 4 , 比 冲是 普通 .3 其 推 进 剂的 4 0倍 。 0
维普资讯
第 l 4卷 第 4期 20 0 6年 8月
含 能 材 料
CHI S OURN F E NE E J AL O NER ET C MA RI S G I TE AL
Vo . 4, No 4 11 .
Au u t 0 6 g s ,2 0
S h ma i i gam fhih fe e c n cin h a ig c e tc d a r o g r qu n y idu t e tn o
面效 应 、 量子 尺寸效 应 、 观 量 子隧 道 效 应 , 现 出许 宏 表
(999 ) 9 .9 % 清洗 多 次 以进 一步 降 低 真 空 室 内杂 质 气 体 浓度 , 然后 充入 一定压 力 的高 纯 A 。启 动 高频 感 应 r
电源 , 缓慢 提 升感应 电流 , 使坩 锅 内的铝 块熔 化直 至蒸
置 如图 l 示 。将 : 业纯 销块 ( 9 9 % ) 所 9 . 9 盛放 于 石 墨- 氧化铝 复 合 坩 埚 中 , 蒸 发 室 抽 真 空 , 用 高 纯 A 对 并 r
20I , 0 m) 降低 了燃 速 。同 时 , 生燃 烧 不 完 全 、 加 x 产 增 红外 信号 、 管 的两 相 流损 失 和形 成 羽烟 状 的气 体 排 喷 出等 缺陷 … 。纳 米结 构材 料 因其 具 有 小 尺 寸效 应 、 表
活性的影 响规 律 。
的金 属添加 剂 。但 目前使 用的传 统微 米级 铝粉存 在 很
多 问题 , 这种 铝粉在 推进剂燃 烧表 面上 先熔 化再 燃烧 , 熔 化 的铝 颗 粒凝 结 成 大 的 “ 块 ” ( 寸 达 到 5 集 尺 0~
2 实 验
采用 高频感 应 加 热蒸 发 法 制 备纳 米 铝 粉 , 验装 实
■ - ■ ● ■ ■ ■_ 一● ■ ■ j ●
目前 国外 对微 米 铝粉 、 细 铝粉 ( . 超 0 1~l m) 及
纳 米铝粉 ( 0 m 以 下 ) 学行 为 及 燃 烧 性 能 开展 了 10a 热
对 比研究
。一般认 为 , 纳米 粒子 越小 , 比表 面 铝 其
积 越大 , 表面 能越高 , 学 反应 活 性 越好 , 低 温反 应 化 其 放 热焓值 越多 。本 文 采 用 高 频感 应 加 热 蒸 发 . 凝 法 冷
中图分类号 : J5 6 T 5 ;0 3 文献标识码 : A
1 引 言
金属铝粉 是 固体火箭 推进剂 及火 炸药 中广泛 采 用
制 备了三 种 10 a 以下 、 同 粒 径 的 铝纳 米 粒 子 , 0 m 不 使
用 D A测定 其 热学性 能 , 究粒 径大 小 对铝 纳 米粒 子 T 研