改性多孔铝粉复合微球的制备及其性能研究

摘要

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。

关键词

含能材料 / 多孔铝粉 / 硝化纤维素 / 接触面积 / 热性能

基金资助

湖北省自然科学基金（2020CFB649）; 武汉工程大学研究生教育创新基金（CX2023092）