亚稳态分子间复合物Al/Bi 2 O 3 的制备及性能研究

发布时间：2022-02-23 00:38

　　亚稳态分子间复合物（metastable intermolecular composite,MIC）,又称为纳米铝热剂,是目前被广泛研究的一类含能新材料。传统的MIC存在一个重要的技术缺陷,即反应过程中只产生大量的热和高温,气体产量较少,难以获得理想的压力或冲击波输出。而以纳米Bi2O3为氧化剂的MIC,由于Bi的沸点（1873 K）较低,在铝热反应的高温（3319 K）下会形成Bi气体,从而产生较高的压力输出和反应速度。本论文即研究这种MIC,首先制备纳米Bi2O3,然后与纳米铝粉结合制备Al/Bi2O3复合物,对材料进行结构表征和性能测试。采用溶液燃烧法和溶剂热法制备Bi2O3。通过SEM和XRD对样品进行了表征。结果表明,溶液燃烧法制备的Bi2O3为微米级不规则颗粒,晶型为β相。溶剂热法制备的Bi2O3结晶更好,晶粒小,形貌均匀,通过控制前驱体的焙烧温度可以得到粒径为40³00 nm、β和α相的纳米Bi2O3,用于后续制备纳米Al/Bi2O3复合物。采用超声共混法制备了纳米Al/Bi2O3、Al/Fe2O3和Al/CuO,同时制备了不同配比和粒径的纳米Al/... 

【文章来源】：北京理工大学北京市211工程院校985工程院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
重要符号表
缩略词表
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 纳米氧化铋
        1.2.1 纳米氧化铋的结构与性质
            1.2.1.1 α 和 δ 相
            1.2.1.2 β 和 γ 相
            1.2.1.3 ε、ω 和 η 相
        1.2.2 纳米氧化铋的制备方法
    1.3 亚稳态分子间复合物Al/Bi_2O_3研究进展
        1.3.1 铝热反应机理
            1.3.1.1 点火机理模型
            1.3.1.2 压力输出机理模型
        1.3.2 Al/Bi_2O_3亚稳态分子间复合物的制备方法
            1.3.2.1 物理混合法
            1.3.2.2 抑制反应球磨法
            1.3.2.3 自组装法
            1.3.2.4 物理气相沉积法
        1.3.3 Al/Bi_2O_3亚稳态分子间复合物的性能调节
            1.3.3.1 混合物的粒径
            1.3.3.2 添加剂
    1.4 Al/Bi_2O_3亚稳态分子间复合物的应用研究
        1.4.1 火工药剂
        1.4.2 微小型火工器件
        1.4.3 推进剂
    1.5 本文主要研究内容
第2章 氧化铋的制备及表征
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 实验试剂及设备
        2.2.2 Bi_2O_3的制备
            2.2.2.1 溶液燃烧法
            2.2.2.2 溶剂热法
        2.2.3 样品表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 溶液燃烧法制备Bi_2O_3
            2.3.1.1 自燃烧现象分析
            2.3.1.2 Bi_2O_3形貌表征（SEM）
            2.3.1.3 Bi_2O_3结构分析（XRD）
        2.3.2 溶剂热法制备氧化铋
            2.3.2.1 Bi_2O_3前驱体热重分析（TG/DTA）
            2.3.2.2 Bi_2O_3形貌表征（SEM）
            2.3.2.3 Bi_2O_3结构分析（XRD）
    2.4 本章小结
第3章 亚稳态分子间复合物Al/Bi_2O_3的制备及性能研究
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 实验试剂及设备
        3.2.2 纳米Al/Bi_2O_3的制备
        3.2.3 表征与测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Al/Bi_2O_3复合物结构分析（XRD）
        3.3.2 Al/Bi_2O_3复合物形貌表征（SEM）
        3.3.3 Al/Bi_2O_3复合物热分析（DSC）
        3.3.4 复合物压力输出性能测试分析
            3.3.4.1 不同铝热剂
            3.3.4.2 不同配比Al/Bi_2O_3复合物
            3.3.4.3 不同粒径Al/Bi_2O_3复合物
    3.4 本章小结
第4章 亚稳态分子间复合物Al/Bi_2O_3性能调节
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 实验试剂及设备
        4.2.2 Bi_2O_3与Al的自组装
        4.2.3 Al/Bi_2O_3/OA复合物的制备
        4.2.4 表征与测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 Bi_2O_3(P4VP)红外（FT-IR）和热重（TG）分析
        4.3.2 复合物形貌表征（SEM、TEM）
            4.3.2.1 自组装Al/Bi_2O_3复合物
            4.3.2.2 Al/Bi_2O_3/OA复合物
        4.3.3 复合物热分析（DSC）
        4.3.4 复合物压力输出性能测试分析
            4.3.4.1 自组装Al/Bi_2O_3复合物
            4.3.4.2 Al/Bi_2O_3/OA复合物
    4.4 本章小结
结论
    主要结论
    展望
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]亚稳态分子间复合物面临的挑战[J]. 杨光成,谯志强.  含能材料. 2014(03)
[2]含超级铝热剂双基推进剂的感度特性[J]. 安亭,赵凤起,高红旭,郝海霞,马海霞.  推进技术. 2013(01)
[3]超级铝热剂对双基推进剂燃烧性能的影响[J]. 安亭,赵凤起,裴庆,仪建华,郝海霞,徐司雨,谭艺.  固体火箭技术. 2012(06)
[4]溶液燃烧合成法制备纳米金属氧化物的研究进展[J]. 欧玉静,喇培清,魏玉鹏,朱丹丹.  材料导报. 2012(21)
[5]超级铝热剂的制备及其与双基系推进剂组分的相容性[J]. 安亭,赵凤起,高红旭,马海霞,郝海霞,仪建华,杨勇.  材料工程. 2011(11)
[6]铝热剂对双基推进剂激光点火特性的影响[J]. 安亭,赵凤起,郝海霞,马海霞,姚二岗,杨勇,谭艺.  火炸药学报. 2011(01)
[7]超级铝热剂的制备、表征及其燃烧催化作用[J]. 安亭,赵凤起,裴庆,肖立柏,徐司雨,高红旭,邢晓玲.  无机化学学报. 2011(02)
[8]多孔β-Bi2O3的制备及光催化性能研究[J]. 刘燕,印会鸣,吴艳凤,周爱秋,许效红.  硅酸盐通报. 2010(04)
[9]纳米氧化铋基材料高温相变的研究[J]. 李榕,甄强,郭曙强,石刚,Rose-Noelle VANNIER,Michel DRACHE.  功能材料. 2006(11)
[10]聚4-乙烯基吡啶与Cu（Ⅱ）离子配合过程及配合物的结构[J]. 孔德轮,高保娇,李刚.  物理化学学报. 2006(11)



本文编号：3640510