文 献 综 述
0.背景
铝粉因具有银白色金属光泽，所以俗称铝银粉或银粉，广泛应用于冶金、化工、装饰、防腐、建筑、农药、烟火、火炸药等行业。微/纳米球形铝粉由于具有较高的燃烧焓，常用做火箭推进剂的高能金属燃料不仅提高了固体推进剂的燃速，增加了比冲，同时还可以降低压强指数。铝粉作为高能金属添加剂在火炸药中的应用具有广阔的研究空间与极大的研究意义。就其效果来说，在炸药中添加金属粉，可以有效地提高混合炸药的能量密度，改善混合炸药的爆温、爆热等爆轰参数[1]。
微/纳米铝粉作为高能金属材料在推进剂及炸药中的应用受到了国内外学者的广泛关注[2-4]，但在实际应用该过程中发现微/纳米铝粉均存在一定的问题，亟待解决。微米级铝粉容易获取，价格低廉，但其燃烧时是一个多相反应，受其表面氧气传输速率的影响，存在较长点火延迟时间，能量释放速率慢，燃烧不完全，从而限制了其在炸药、推进剂、烟火剂中的进一步应用；纳米铝粉由于尺寸小，比表面积大，因此燃料与氧化剂之间的传质距离大大缩短，从而提高了燃烧速率，降低了点火延迟，但是纳米铝粉容易在氧气的作用下，生成化学惰性的稳定化合物Al2O3，导致纳米铝粉中活性铝含量降低，且纳米铝铝粉颗粒越小，氧化层相对厚度越大，活性铝含量越少，有些纳米铝粉中活性铝含量甚至仅有60%，这就显著降低了铝粉的能量密度，同时纳米铝粉表面的氧化层致密、导热性差且熔点高，限制了热量向活性铝的传递，也阻碍了活性铝与氧化剂接触，也在一定程度上导致纳米铝粉不易点燃。基于此开展微/纳米铝粉的表面改性研究，探索含氟材料对微/纳米铝粉应用性能的影响规律，对于铝粉在推进剂及炸药中的应用具有极其重要的意义。
1.国内外研究现状
铝粉是活泼金属，与空气接触后极易发生氧化反应。对于微/纳米铝粉，由于较大的比表面积，较多的高反应活性位点，更易被氧化，导致了活性铝含量的降低。同时生成的氧化膜在髙温下仍然很稳定，当铝粉加入到火炸药或推进剂时，会降低铝粉的能量释放速率及氧化反应活性。因此，通过物理或化学的方法在微/纳米铝粉的表面包覆一层致密的物质，制备出具有核壳结构的复合粒子，制备的复合粒子既能起到隔绝氧气保护内部单质铝粉的作用，同时也能对铝粉的表面进行改性，如表面化学反应特性和表面电荷性质[8]。金属铝粉颗粒的表面改性有很多方法，从根本上区分，主要有化学包覆和物理包覆两种。物理包覆是通过吸附、沉积等方法在铝粉的表面形成包覆层或通过压缩、摩擦、剪切等机械方法使颗粒处于亚稳定状态，然后与存在的其他物质结合，对铝粉形成包覆；化学包覆主要以聚合反应及水解等形式在铝粉的表面形成包覆。
目前研究的包覆纳米铝粉的无机物质主要是有机低分子如甲烷、乙烯分解单质碳包覆；金属离子的包覆；金属化合物AlB2包覆[5]；金属氧化物Fe2O3包覆等。各种包覆方式均有其优缺点：低分子有机物分解碳包覆中，有机物分解的碳虽然对于纳米铝粉的包覆效果很好，但是碳易与蒸发的铝蒸汽发生反应生成Al4C3，对于纳米铝粉能量的释放有很大的负面影响；金属离子、金属化合物AlB2及金属氧化物Fe2O3包覆虽然在国外已经有制备工艺的报道，但工艺复杂，包覆过程不可控等缺点尚不能大量生产。有机物包覆纳米铝粉的研究则主要集中在有机聚合物粒子表面的吸附、带有活性官能团的脂肪酸等与纳米铝粉在表面形成共价键包覆等方面。有机聚合物包覆纳米铝粉过程简单，但是目前有机物的包覆作用力小，包覆不完全且包覆物不是固体推进剂的组成物，易造成相容性差等新问题。目前有机物包覆纳米铝粉的主要方法包括表面聚合及自主装等。
目前，微/纳米铝粉表面包覆改性所呈现出的核壳结构是一种新型的复合结构，无论是无机物包覆还是有机物包覆，其形成机理都主要有下列4种：化学键作用机理，库仑静电引力作用机理，吸附层媒介作用机理，过饱和度机理[6]。当然有的包覆可能几种机理同时存在。对于不同材料的微/纳米铝粉的包覆机理与改性铝粉的应用还需进一步的研究与探索。
2.不同材料包覆铝粉的应用研究
Hwang J S等研究了镍包覆铝粉在炸药中的应用特性，结果表明，镍可降低铝粉的点火温度，并可提高炸药在爆轰过程中的冲量、超压和爆炸场温度[7]。郭效德等研究表明，镁可提高铝粉的点火性能[8]。Gogulya M F等研究了特氟龙、铝和HMX合物爆轰参数的影响因素，结果表明，特氟龙可参与炸药的爆轰反应，促进铝粉的反应[9]。美国专利介绍了一种轻型金属化炸药，采用的黏结剂是Vition，PTFE，Teflon等含氟材料，证实了含氟材料有促进金属粉参与爆轰反应的作用[10]。上述研究表明助燃剂对铝粉参与爆轰反应具有促进作用[11]。
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
