[1]杨林,张兴高,张良,等.高活性铝钆合金的制备及热氧化特性研究[J].爆破器材,2022,51(01):15-18.[doi:10.3969/j.issn.1001-8352.2022.01.003]
　YANG Lin,ZHANG Xinggao,ZHANG Liang,et al.Preparation and Thermal Oxidation Properties of High Activity Al-Gd Alloy[J].EXPLOSIVE MATERIALS,2022,51(01):15-18.[doi:10.3969/j.issn.1001-8352.2022.01.003]
点击复制

高活性铝钆合金的制备及热氧化特性研究()
分享到：

《爆破器材》[ISSN:1001-8352/CN:32-1163/TJ]

卷:
51
期数:
2022年01
页码:
15-18
栏目:
基础理论
出版日期:
2022-01-05

文章信息/Info

Title:
Preparation and Thermal Oxidation Properties of High Activity Al-Gd Alloy
文章编号:
5657
作者:
杨林; 张兴高; 张良; 盖希强; 张开创; 李剑斌
军事科学院防化研究院(北京，102205)
Author(s):
YANG Lin;  ZHANG Xinggao;  ZHANG Liang;  GAI Xiqiang;  ZHANG Kaichuang;  LI Jianbin
Research Institute of Chemical Defense, Academy of Military Science (Beijing, 102205)
关键词:
金属燃料; 铝钆合金; 热氧化特性; 燃烧热; 着火点
Keywords:
metal fuels;  AlGd alloy;  thermal oxidation characteristics;  combustion heat;  ignition point
分类号:
TQ560
DOI:
10.3969/j.issn.1001-8352.2022.01.003
文献标志码:
A
摘要:
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。
Abstract:
In order to reduce the ignition temperature of pure Al powder fuel, increase the volumetric combustion heat and improve the thermal oxidation characteristics, Al-10Gd alloy and Al-2Gd alloy were prepared by vacuum induction melting method. They were and broken into powder to prepare samples. SEM/EDS images show that the sample is flake and the element are evenly distributed. Combustion heat of sample was measured and calculated by computer automatic calorimeter and true density tester. Results show that mass combustion heat of Al-Gd alloy is equal to that of Al powder, but volume combustion heat is higher, so that more energy can be released in the case of limited fuel space. Thermal oxidation characteristics of the samples were studied by synchronous thermal analyzer. Results show that the melting point and initial oxidation temperature of Al-Gd alloy are lower than those of Al powder, the reaction exothermic lasts above 1 550.0 ℃, and the weight gain is about 60.42%. Gd can promote the thermal oxidation of Al powder, so as to reduce the ignition point of the fuel, and heat up the fuel rapidly to release heat.

参考文献/References:

［1］DREIZIN E L. Metal-based reactive nano-materials ［J］. Progress in Energy and Combustion Science，2009，35(2): 141-167.
［2］YEN N H，WANG L Y. Reactive metals in explosives ［J］. Propellants，Explosives，Pyrotechnics，2012，37(2): 143-155.
［3］SUNDARAM D，YANG V，YETTER R A. Metal-based nanoenergetic materials: synthesis，properties，and applications ［J］. Progress in Energy and Combustion Science，2017，61: 293-365.
［4］徐光泽，张良，张兴高，等. 燃烧毁伤技术研究进展［J］. 含能材料，2021，29(7): 667-679.
XU G Z， ZHANG L， ZHANG X G， et al. A review on burning damage technology ［J］. Chinese Journal of Energetic Materials，2021，29(7): 667-679.
［5］唐泉，庞爱民，汪越. 固体推进剂铝粉燃烧特性及机理研究进展分析 ［J］. 固体火箭技术，2015，38(2): 232-238.
TANG Q，PANG A M，WANG Y. Research progress analysis of aluminum combustion property and mechanism of solid propellant ［J］. Journal of Solid Rocket Technology，2015，38(2): 232-238.
［6］王架皓，刘建忠，周禹男，等. 微米级铝颗粒热氧化特性［J］. 含能材料，2017，25(8): 667-674.
WANG J H，LIU J Z，ZHOU Y N，et al. Thermal reaction characterization of micron-sized aluminum powders in air ［J］. Chinese Journal of Energetic Materials，2017，25(8): 667-674.
［7］王志强，黄寅生，杨研，等. 复合铝热剂配方及其性能研究 ［J］. 爆破器材，2019，48(6): 39-42.
WANG Z Q， HUANG Y S， YANG Y， et al. Study on formulation and performances of composite aluminothermic agent ［J］. Explosive Materials，2019，48(6): 39-42.
［8］杨胜晖，郑波. 含铝温压炸药的爆炸能量结构研究 ［J］. 爆破器材，2019，48(2): 20-24.
YANG S H， ZHENG B. Explosion energy structure of aluminized thermobaric explosive ［J］. Explosive Materials，2019，48(2): 20-24.
［9］杨洪涛，谢五喜，赵昱，等. 活化硼粉的方法研究与进展 ［J］. 爆破器材，2018，47(6): 1-7.
YANG H T， XIE W X， ZHAO Y， et al. Research and development of activation methods of boron powder ［J］. Explosive Materials，2018，47(6): 1-7.
［10］闫石，潘兵，袁庆庆，等. 球形Al-Si合金燃料的制备及其反应特性 ［J］. 含能材料，2020，28(8): 766-772.
YAN S， PAN B， YUAN Q Q， et al. Preparation and reaction characteristics of spherical Al-Si alloy fuel ［J］. Chinese Journal of Energetic Materials，2020，28(8): 766-772.
［11］封雪松，任晓宁. 黏结剂对含硼金属化炸药热分解的影响 ［J］. 爆破器材，2021，50(2): 12-17.
FENG X S， REN X N. Effect of the binder on thermal decomposition of metallized explosive containing boron ［J］. Explosive Materials，2021，50(2): 12-17.
［12］易幻，蔡水洲，邹辉. 稀土铈对铝镁铈合金燃料热性能的影响 ［J］. 稀有金属材料与工程，2018，47(4): 1185-1191.
YI H，CAI S Z，ZOU H. Effect of rare earth Ce on thermal performance of AlMgCe alloy fuels ［J］. Rare Metal Materials and Engineering，2018，47(4): 1185-1191.
［13］付豪，邹辉. 不同退火条件下Al-Eu合金粉末的组织结构与氧化性能 ［J］. 轻金属，2016(6): 53-58.
FU H，ZOU H. Microstructure and oxidation behavior of Al-Eu alloy powders under different annealing conditions ［J］. Light Metals，2016(6): 53-58.
［14］谢晓，隋颖，黄晓昱，等. 镁铝钆合金在空气中的氧化与燃烧 ［J］. 稀有金属材料与工程，2019，48(12): 3924-3929.
XIE X，SUI Y，HUANG X Y，et al. Oxidation and combustion of Mg-Al-Gd alloy in air ［J］. Rare Metal Materials and Engineering，2019，48(12): 3924-3929.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2021-09-23
基金项目：装备预先研究项目（30110020502）；国家自然科学基金资助项目（51404279）
第一作者：杨林（1997－），男，硕士，主要从事活性金属燃料的研究。E-mail：lansher444@126.com
通信作者：张兴高（1981－），男，副研究员，硕导，主要从事含能材料的研究。E-mail：xinggaozhang@aliyun.com
更新日期/Last Update: 2022-01-05