关键词： 球形铝粉   活性铝含量   球磨粉碎   爆热   热分解性能  

摘要： 为提高含铝炸药爆热性能,探索高活性金属铝粉的制备方法,采用立式球磨机对球形铝粉进行处理,研究球磨机的搅拌转速、球磨时间、助磨剂的配比对活性铝粉粒径、形貌、热性能的影响;利用扫描电子显微镜、激光粒度测试仪和同步热分析仪检测活性铝粉形貌、粒径及热分解特性;采用热分析参数法测定活性铝含量。结果表明:制备活性铝粉的最佳条件为搅拌转速1 100 r/min,研磨时间4 h,助磨剂占铝粉质量比4%;制备的活性铝粉粒径d_(50)为1.108μm,片状,活性铝质量分数由90.42%增加到98.42%;用于含铝炸药中,爆热值由6 805 kJ/kg增加到7 642 kJ/kg。

关键词： 球形氧化铝   溶胶凝胶   喷雾干燥  

摘要： 以廉价的硝酸铝和氨水为原料,采用溶胶喷雾法制备了超细球形氧化铝粉体。采用SEM观察前驱体及最终产物的微观形貌,TG/DTA分析了前驱体的受热行为,XRD分析了前驱体及最终产物的晶型转变顺序。结果表明:陈化时间影响前驱体的晶型结构,从而影响其成为α-Al_2O_3的晶型转变路线;前驱体的平均粒径可通过喷嘴的孔径进行调节,其形貌和粒度特征在不同温度煅烧后可以保持不变。

关键词： 碳酸铝铵热解法   氧化铝   粉体   氯化铝  

摘要： 以氯化铝溶液和碳酸铵为原料,采用碳酸铝铵热解法制备氧化铝粉体,探究了不同合成条件对碳酸铝铵前驱体晶型的影响,得到粒径10nm左右的α-Al_2O_3颗粒。在1100℃的焙烧温度下可得到有一定透光性α-Al_2O_3。

关键词： 多孔陶瓷   高铝粉煤灰   造孔剂   通量   孔隙率   抗折强度  

摘要： 粉煤灰是电厂燃烧煤之后的固体废弃物,粉煤灰的高附加值应用是国家重点扶持的一个方向。采用高铝粉煤灰制备多孔陶瓷支撑体可以代替氧化铝多孔陶瓷在污水处理、固液分离等方面的应用,可以大大减少成本。以高铝粉煤灰为原料,分别使用淀粉和碱式碳酸镁作为造孔剂,羧甲基纤维素钠(CMC)为粘结剂,采用模压法成型,分别在1200~1500℃烧结下制备5组不同含量的多孔陶瓷样品,并测试其孔隙率、收缩率、气通量、水通量、抗折强度等性能。实验结果表明,烧结温度和造孔剂的种类和含量对多孔陶瓷的性能影响显著。碱式碳酸镁造孔作用明显优于淀粉,且随着造孔剂含量的增高,孔隙率、气通量、水通量逐渐升高,抗折强度略有降低。随着烧结温度的提高,气通量、水通量先升高后降低,在1350℃时达到最大值4854.24m^3/(m^2·h·bar)、48.61m^3/(m^2·h·bar)。综合考虑,造孔剂为20%碱式碳酸镁在1350℃温度下烧结2~3 h,作为多孔陶瓷支撑体性能最佳。

关键词： 脱硅液   煤矸石   水热反应   13X分子筛  

摘要： 以13X分子筛的低成本制备与煤基固废协同利用为目标,利用煤矸石与高铝粉煤灰碱法提铝过程中副产的脱硅液为原料,通过水热反应制备了13X分子筛,实现了两种固废资源的协同利用。考察了水热反应体系水钠比、硅铝比、晶化温度、搅拌速率等因素对合成产物晶型和比表面积的影响规律。通过X射线衍射、红外光谱和扫描电镜等方法对产物结构和形貌的演化过程进行了表征分析。结果表明,在优化工艺为n(SiO_2/Al_2O_3)=3.0,n(Na_2O/SiO_2)=1.9,n(H_2O/Na_2O)=60,室温下老化24 h,100 r·min^(-1)下于95℃水热晶化8 h制备的13X分子筛比表面积为681.7 m^2·g^(-1),相对结晶度94.59%。通过对水热反应过程分析,13X分子筛合成过程前期主要为煤矸石与脱硅液反应形成无定型凝胶,后期为凝胶相溶解和分子筛晶体的生长。

关键词： 镀银铝粉   硅橡胶   导电   电磁屏蔽   热空气加速老化  

摘要： 在硅橡胶混炼胶母胶中填充镀银铝粉制备了几种导电的硅橡胶复合材料,采用扫描电子显微镜观察了镀银铝粉在硅橡胶基体中的分散情况,考察了镀银铝粉填充量对材料微观形貌、邵尔A硬度、拉伸强度及导电性能的影响,结合导电橡胶制品对使用寿命的需求背景,分析了热空气加速老化对导电硅橡胶复合材料填料表面元素含量、物理力学性能、导电性能及电磁屏蔽效能的作用机理。结果表明,随着镀银铝粉填充量的增加,单位面积上铝粉粒子相互接触面积增大并逐渐形成挤压堆积形态;材料的邵尔A硬度逐渐增大,拉伸强度先增大而后基本保持稳定,拉断伸长率呈直线下降趋势;材料电阻率明显降低,最低可达1.2×10^(-3)Ω·cm,导电性能不断提高。经过150℃高温热空气加速老化后,材料内部镀银铝粉颗粒表面的O元素发生较明显的增大;随着老化时间的增加,邵尔A硬度和拉伸强度呈增大趋势,拉断伸长率减小,电阻率呈现规律增大的趋势,电磁屏蔽效能则呈现出相反的变化趋势。

关键词： 纳米铝粉   石蜡   膨胀石墨   复合相变材料  

摘要： 将具有导热系数高,与石蜡相容性较好特点的纳米铝粉加入到液体石蜡中,形成纳米铝粉/石蜡流体,利用膨胀石墨特有的网络状孔隙结构以及对石蜡的高吸附性能,制备出了纳米铝粉/石蜡/膨胀石墨复合相变材料,解决了纳米铝粉在液体石蜡中容易发生团聚和沉降的问题,并通过实验研究了其热物性能。研究结果表明:当石蜡与膨胀石墨质量百分比例为93/7,加入纳米铝粉的质量分数低于3%时,膨胀石墨可以稳定的吸附纳米流体,经反复循环蓄、放热,纳米流体不会出现泄漏问题,且对复合相变材料的体积和蓄热能力没有影响;膨胀石墨的网络状孔隙结构可以抑制纳米铝粉的团聚现象,但随着纳米铝粉含量的增加,纳米颗粒仍会发生团聚现象,复合相变材料的导热系数,蓄、放热速度均呈非线性增加。应控制纳米铝粉的加入量,当纳米铝粉质量分数为2%时,纳米铝粉颗粒未发生明显团聚现象,复合相变材料的热性能较好。

关键词： 提铝残渣   轻质保温   导热系数  

摘要： 以某公司排放的提铝粉煤灰残渣为研究对象,利用激光粒度分析仪、SEM、XRF、XRD等分析测试技术,研究了提铝残渣的粒度分布、颗粒形貌、化学成分、矿物组成等相关性质。以提铝粉煤灰残渣为主要原料,采用压制成型的方法制备了轻质保温板,各组分之间最佳配比为:提铝残渣40%,脱硫石膏15%,砂15%,水30%。

关键词： 片状铝粉   复合颜料   反射率   低明度   低红外发射率  

摘要： 片状铝粉颜料具有独特的随角异色效应以及低红外发射率等优点,可作为低红外发射率颜料应用于节能环保及军事伪装领域。含片状铝粉颜料涂层具有极高的明度,易产生严重光污染、降低军用隐身涂层可见光伪装性能。若添加着色颜料降低涂层明度,会使涂层红外发射率显著升高、热反射能力急剧下降。因此,对片状铝粉颜料进行改性,降低其明度、丰富其色彩,制备低明度、低红外发射率的彩色铝粉颜料成为工程应用中亟待解决的技术难题。本文分析了颜料粒子的散射模型,系统研究了粒子尺寸、取向及涂层粗糙度等因素对粒子散射的影响;通过高能球磨法、热裂解-熔流法等工艺,采用MnO2、Co3O4、NiO等氧化物对片状铝粉颜料进行表面改性,研究温度、时间、质量比等工艺参数对含复合片状颜料涂层可见光、红外光区反射性能,以及明度、色彩、随角异色性能的影响,制备出低明度、低红外发射率的彩色片状铝基复合颜料。论文的主要研究内容和创新点如下:（1）针对片状铝粉颜料的散射特征,基于Mie散射理论模型,研究圆片粒子粒径、厚度及粒子取向对粒子散射的影响规律;基于粗糙表面反射模型,讨论粒子表面粗糙度与反射率之间的关系;针对低红外发射率涂层中片状铝粉颜料平行排列的具体特征,分析颜料粒子取向对涂层整体反射率的影响规律。发现控制片状铝粉的几何尺寸、表面粗糙度是制备低明度、低红外发射率颜料的关键。（2）基于湿法球磨工艺,提出了采用机械合金化机制制备复合片状铝粉颜料的新方法。在球形铝粉粒子片状化的同时,在铝片表面镶嵌MnO2颗粒,形成了完整、致密、结合力强的MnO2改性层,制备低明度、低红外发射率的棕色系Al/MnO2复合颜料粒子。系统研究了初始MnO2添加量和球磨时间与复合颜料粒子粒径、MnO2改性层形貌等特征因素的关系,进一步探究其对复合颜料粒子的光谱反射率、红外发射率、明度等光学特征的影响规律。研究表明在球磨反应时间24h、Al:MnO2摩尔比8:1时制备的Al/MnO2复合颜料粒子性能最佳,样品的L*仅为48.6,ε8-14μm低达0.30,表现出良好的低明度、低红外发射率特性。（3）基于自制片状化铝粉,提出热裂解-熔流法制备壳层完整、光滑、厚度可控的棕色系Al/MnO2复合低红外发射率颜料,研究了热裂解-熔流工艺参数对复合颜料粒子性能的影响规律。发现KMnO4添加量和熔流时间能显著影响MnO2壳层的厚度及MnO2颗粒在铝粉表面的分布状态,从而影响复合颜料粒子的随角异色性质。研究表明在质量比Al/KMnO4=2.3:1、熔流时间为48h时,制备的Al/MnO2复合颜料粒子在15°115°五个观察角颜色差异较大,具有良好的随角异色效应。同时样品的L*由80.09降至70.88,发射率仅上升0.07,表现出良好的可见光/红外兼容特性。（4）基于自制片状化铝粉,采用热裂解-熔流法制备了具有低明度、低红外发射率的棕色系Al/Co3O4和灰色系Al/NiO复合颜料粒子,丰富了铝基复合颜料粒子的色系。研究发现前驱体中碱式碳酸盐添加量和熔流温度是影响铝基复合颜料粒子性能的主要因素。制备的Al/Co3O4复合颜料粒子在发射率上升0.06的前提下,L*由81.4降至69.2,红外发射率变化不大,同时降低明度效果明显。制备的Al/NiO复合颜料粒子L*由81.4降至75.9,发射率仅上升0.03,同时表现出特殊的灰色系,可作为新型低明度铝粉颜料应用于低红外发射率涂料中。本文制备的棕色系、灰色系铝基复合颜料粒子可作为新型铝粉颜料应用于低红外发射率涂料中,实现可见光/红外隐身兼容性能。在红外发射率同为0.41时,将铝粉颜料的明度L*值由80.09降至52.80,仅颜料粒径稍大。该系列颜料在保持涂层低红外发射率的前提下,有效降低涂层的明度,有望发展为新型的可见光/红外兼容隐身颜料。

关键词： 高铝粉煤灰   多孔陶瓷   阶梯等温膨胀法   陶瓷过滤膜  

摘要： 陶瓷膜管的结构包含支撑体,过渡层和过滤层三个部分。本文以固体废弃物高铝粉煤灰为原料,使用添加造孔剂的方法制备高铝粉煤灰陶瓷膜管支撑体,探究其中间过渡层陶瓷膜和过滤层陶瓷膜的涂覆和烧结工艺。使用一系列手段对高铝粉煤灰多孔陶瓷的物相组成、抗弯强度、孔隙率、孔径分布以及显微形貌等方面进行表征和测试,并使用Makipirtti-Meng经验速率方程分析高铝粉煤灰多孔陶瓷的烧结动力学。高铝粉煤灰多孔陶瓷膜管在过滤性能和机械强度方面与传统的氧化铝多孔陶瓷膜管相媲美,但是其制造成本大大降低,不仅可以解决令人头疼的固体废弃物环境污染问题,还可以“以废治废”,具有较高的社会意义以及一定的经济价值。本文以高铝粉煤灰为原料,淀粉和碱式碳酸镁作为造孔剂,添加高分子粘结剂,分别在1200-1500℃烧结温度下制备5组不同含量的多孔陶瓷样品,并测试其孔隙率、收缩率、气通量、水通量、抗折强度等性能。实验结果表明,烧结温度和造孔剂的种类和含量对多孔陶瓷的性能影响显著。碱式碳酸镁造孔作用明显优于淀粉,且随着造孔剂含量的增高,孔隙率,气通量,水通量逐渐升高,抗折强度略有降低。随着烧结温度的升高,气通量、水通量先增后减,在1350℃时达到最大值4854.24 m3m-2h-1bar-1、48.61 m3m-2h-1bar-1。综合考虑,添加质量分数为20%的碱式碳酸镁作为造孔剂,在1350℃温度下烧结2h,制备得到的高铝粉煤灰多孔陶瓷支撑体性能最佳。使用浸渍涂覆法在高铝粉煤灰支撑体上涂覆粒径为5μm的陶瓷粉体颗粒层,获得平均孔径为1.22μm的中间过渡层;涂覆粒径为500nm的陶瓷粉体颗粒层获得平均孔径为0.45μm的过滤层陶瓷膜。通过对其力学性能、过滤性能以及显微形貌的研究,探讨得出:中间过渡层陶瓷膜在1400℃温度时烧结2h,过滤层陶瓷膜在1000℃温度时烧结2h得到的氧化铝陶瓷膜具有较佳的机械性能,抗弯强度为8.31MPa,能够满足日常工作需求;同时它还具有良好的渗透性,其气通量为2222.2m3m-2h-1bar-1,孔径分布窄,过滤精度高。使用Makipirtti-Meng经验速率方程分析处理高铝粉煤灰多孔陶瓷样品的阶梯等温收缩(SID)数据,计算其烧结活化能。结果发现,高铝粉煤灰多孔陶瓷在烧结过程中只有一种烧结机制:1250-1400℃,其烧结活化能为679.28 kJ/mol。烧结机理可以理解为高铝粉煤灰中的Al2O3和SiO2随着温度的升高逐渐转变为莫来石(3 Al2O3·2SiO2)的烧结过程。此外,该计算结果进一步验证了陶瓷原料物相越复杂,杂质越多,烧结活化能越高的规律。