关键词： 高铝粉煤灰   晶种分解   拟薄水铝石   比表面积   孔容  

摘要： 以高铝粉煤灰熟料经预脱硅—碱石灰烧结、溶出、二次脱硅后溶液为原料,通过晶种分解后生产拟薄水铝石产品,考察了种分条件对拟薄水铝石产品的影响,并对其进行表征。结果表明,种分法制备的拟薄水铝石产品孔容可达到0.829 1cm3/g,BET比表面积高达393.00m2/g,达到并优于普通大孔拟薄水铝石的理化指标,从而可实现高铝粉煤灰中铝资源的高附加值利用。

关键词： 环氧树脂   聚多巴胺   铝粉   化学包覆   导热  

摘要： 采用化学包覆的方法在平均粒径分别为4.5μm和20μm的铝(Al)粉上包覆一层有机聚多巴胺(PDA),以环氧树脂(EP)为基体,包覆改性后的铝粉(PDA@A1)为导热填料,采用浇铸法制备了高导热绝缘环氧基复合材料(EP/PDA@Al)。结果表明,PDA@Al的加入有利于提高EP的热稳定性以及热导率,且当PDA@(20μm)Al的含量为20%(质量分数,下同)时,复合材料的热导率为0.521 W/(m·K),相比纯EP的热导率提高了184%;相对纯Al填充的EP复合材料,EP/PDA@Al复合材料的绝缘性能显著提高。

关键词： 固相剪切碾磨   聚乙烯   铝粉   热导率   力学性能  

摘要： 采用固相剪切碾磨法(S3M)制备铝粉和线性低密度聚乙烯(LLDPE)的复合粉体,再经熔融加工获得高性能LLDPE/Al导热复合材料。借助扫描电镜(SEM)、激光粒度分析仪等表征铝粉在基体中的微观形态和分散状态,同时研究LLDPE/Al复合材料的热导率、力学性能和热稳定性。结果表明:固相剪切碾磨过程中铝粉受磨盘挤压、拉伸、摩擦剪切等复合力场作用,由较小球形颗粒变为较大片状,同时在基体中均匀分散且界面结合得以增强,因此复合材料拥有更高的热导率、更好的力学性能和热稳定性。当铝粉填充质量分数为80%时,经固相剪切碾磨10次制备的复合材料热导率高达8.782W·m^(-1)·K^(-1),拉伸强度和弯曲强度分别为33.00MPa和31.16MPa,初始分解温度比基体提高约13℃。

关键词： 纳米铝粉   硝化细菌纤维素   复合材料   热分析   含能材料  

摘要： 为保护纳米铝粉(nm Al)的活性,以硝化细菌纤维素(NBC)和nm Al为原料,采用溶剂-非溶剂法制备NBC/nm Al复合材料,采用SEM,EDS,TG和DSC对其进行表征,并研究放置时间对nm Al和NBC/nm Al复合材料的影响。测试结果表明,与纯的nm Al相比,NBC/nm Al复合材料的放热量增加了,并且放热峰的峰温从798.45℃降低到766.42℃,同时,NBC/nm Al复合材料在空气中存放3个月后,放热量和增重基本不变,表明NBC可以有效保护nm Al的活性。

关键词： 含能材料   微米铝粉   高活性铝粉   多孔铝粉   氢化铝  

摘要： 为得到具有高活性多孔铝粉和氢化铝共存的混合体系,在常压下采用格氏试剂法对普通铝粉进行活化,通过半固相反应得到高活性微米多孔铝粉,用红外光谱、X 射线衍射、扫描电子显微镜、静态氮吸附等方法对样品进行了表征,通过氧化还原滴定法测试了微米多孔铝粉的活性.结果表明,制备所得样品的主要成分是铝粉,同时还有部分AlH3;样品具有多孔结构,粒径多数分布在30μm左右,不仅具有孔径在2~10 nm之间的中孔,还存在孔径分布在1 nm以下的部分微孔结构;总孔体积为普通铝粉的5~7 倍,比表面积为普通铝粉的2~3 倍,样品平均活性含量达到92.83%.这种含有AlH3 的高活性微米多孔铝粉混合体系在含能材料领域有很大的应用价值.

关键词： 氧化铝   微纳米结构   吸附   CO2   刚果红  

摘要： 分级微纳米结构氧化铝粉体因为微观上保持了纳米材料的特性,宏观上克服了纳米材料的缺点而广泛应用于吸附和催化等领域。本论文采用水热法和液相沉淀法分别制备了团簇状、六方柱状以及珊瑚状等系列分级微纳米结构氧化铝粉体,并研究了其在吸附领域的应用。主要研究结果如下:1.以AlCl3·6H2O为铝源、CH3COOK为沉淀剂、聚苯乙烯磺酸钠（PSS）为结构调节剂,采用温和的水热-焙烧法成功地制备了系列对CO2吸附性能增强的分级微纳米结构γ-Al2O3。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、N2吸附-脱附等测试手段,对比研究了PSS浓度对产物物相结构、形貌、织构性质及其在室温下对CO2循环吸附性能的影响。研究表明,PSS对产物形貌、织构性质及其CO2吸附性能均具有明显的调控作用。不添加PSS时产物表现为不规则的块状粒子,PSS浓度依次增加到2 g/L、4 g/L和6 g/L后,产物的形貌分别表现为不规则的棒状团簇体微米级粒子、类球形棒状团簇体微米级粒子和相互交织的纤维状微米级粒子,并且其比表面积和孔容逐渐增加;添加PSS后产物的CO2吸附量增加、吸附动力学加快,尤其是PSS浓度为6 g/L时,相应产物的最高吸附量为0.68 mmol/g,6次循环再生后其吸附量仍基本保持稳定。2.以硫酸铝钾为铝盐、乙酸钾为沉淀剂,分别以PSS、聚乙二醇（PEG）和三嵌段共聚物P123中的为结构调节剂,通过温和的水热-焙烧法成功制备了蚕蛹状、六方柱状等系列分级微纳米结构氧化铝粉体。采用XRD、SEM、N2吸附-脱附、傅里叶红外光谱（FT-IR）和紫外分光光度计（UV）等测试手段,对比研究了产物的物相结构、形貌、织构性质等物理化学性质,以及对偶氮染料刚果红的循环吸附性能。研究发现,结构调节剂的加入对不同形貌产物的形成起到了关键的作用,其粒径在长1-2μm、高2-3μm之间变化。虽然所制备样品的比表面积均较低,但其对刚果红仍具有优异的吸附性能,说明样品的比表面积并非其吸附性能的决定因素。特别地,添加任一种结构调节剂后制得的产物对刚果红的吸附动力学均显著加快,尤其是以PSS为结构调节剂时,相应产物在30 min内对刚果红的去除率达到98.1%左右,在60 min时即能达到吸附平衡;而未添加结构调节剂的产物在180 min才能达到吸附平衡,并且添加结构调节剂PSS后制得样品经过4次循环再生后,其对刚果红的吸附量仍保持第一次的83.5%,达416.1mg/g,表现出了优异的循环再生能力。3.以硝酸铝为铝盐、碳酸铵为沉淀剂、PSS为结构调节剂,采用简单的液相沉淀法制备了珊瑚状的分级微纳米结构氧化铝粉体。采用XRD、SEM和N2吸附-脱附等测试手段,分析了产物的物相结构、形貌、织构性质及其在室温下对CO2循环吸附性能的影响。结果表明,加入PSS结构调节剂后,样品的比表面积和孔容积均增大,孔结构的类型发生转变,得到的γ-Al2O3具有较高的比表面积274 m2/g和较大的孔容1.02 cm3/g。相应产物的对室温下CO2的最高吸附量达到了1.1 mmol/g,经过5次循环再生吸附后,产物的吸附量仍可达到0.92mmol/g,具有良好的稳定性和循环使用能力。

关键词： nano aluminium   thermal plasma   DC arc plasma   RF induction plasma   aluminium content   BET surface area   HR-TEM  

摘要： A bottom up approach for the preparation of Nano Aluminium Powder (NAP) using a Transferred Arc Thermal Plasma Reactor (TAPR) is described. The aluminium block is subjected to evaporation by the application of a thermal plasma. The aluminium vapour produced is rapidly quenched to room temperature resulting in crystallization of the aluminium vapour in nano-particulate form. Various process parameters, such as the plasma torch power, reactor pressure and plasma gas composition were optimized. This paper also describes the characterization of NAPs by analytical methods, for the estimation of the Active Aluminium Content (AAC), Total Aluminium Content (TAC), XRD, bulk density, BET surface area, HR-TEM etc. The results are compared with those for samples prepared in other thermal plasma reactors, such as the DC Arc Plasma Reactor (DCAPR) and the RF Induction Thermal Plasma Reactor (RFITPR), and for commercially available NAP samples (ALEX, prepared by the EEW technique).

关键词： Ni-Al2O3复合涂层   化学镀   表面活性剂   电沉积  

摘要： 陶瓷增强镍基复合材料具有良好的抗氧化、耐蚀、耐高温等性能,是航空、舰船以及工业燃气涡轮发动机等重要受热部件表面首选的防护涂层材料。本实验采用Sn Cl2敏化和Pd Cl2活化的方法在HP4A1型氧化铝粉体表面进行化学镀镍,然后分别采用亚微米级原始氧化铝粉体和表面镀镍氧化铝粉体电沉积制备Ni-Al2O3复合涂层,并对涂层质量及其影响因素进行了研究。研究了不同粉体特征、表面活性剂种类和浓度对镀液中颗粒稳定性、分散度以及涂层中Al2O3颗粒分布和浓度、涂层性能的影响。所使用的表面活性剂包括十二烷基硫酸钠（SDS）、曲拉通X-100（Triton X-100）和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）。采用粒度测试和沉降方法测定颗粒在镀液中的稳定性,并用扫面电镜（SEM）分析涂层结构。结果表明,镀镍后的氧化铝粉体在使用表面活性剂的镀液中沉降较平稳,表面活性剂对其稳定性影响较大,而对原始氧化铝粉体的沉降影响很小。相较来说,SDS对镀液稳定性影响最大,更有利于颗粒在镀液中的稳定性。单种表面活性剂对原始氧化铝粉体的粒度影响很小,而两种表面活性剂复合添加甚至会产生“负作用”。CTAB对镀镍后的Al2O3粒度的影响较小,而Triton X-100能让镀镍后的Al2O3的粒度变小,而SDS可以使镀镍后的Al2O3颗粒粒度明显降低。采用镀镍后的氧化铝粉体得到的Ni-Al2O3镀层硬度明显高于采用原始氧化铝粉体获得的镀层硬度。

关键词： 纳米铝粉   复合含能材料   接触面积   放热行为   燃烧行为  

摘要： 纳米铝粉是复合含能材料中最常用的金属燃料。与普通铝粉和微米铝粉相比,纳米铝粉具有较低的点火阈值和良好的抗凝聚性能,能够显著提高含能材料的燃烧性能。但是纳米铝粉基含能材料也存在一定的问题：由于其较大的比表面积,导致其极易团聚,与反应物之间的接触面积小,极大的影响了其应用。因此,要想达到优异的含能性能必须增强反应物之间的接触面积,减小A1粉的团聚。本文分别制备了纳米Al/AP复合粒子、Al/CuO复合粒子以及Al/CuO-AP复合粒子,采用多种表征手段对其进行了表征,并对放热性能和燃烧性能进行了研究,具体研究内容和结果如下：(1)纳米Al/AP复合粒子的制备：选用丙酮为溶剂溶解AP,然后往溶剂中添加Al粉,采用溶剂蒸发法制备了纳米Al/AP复合粒子。结果表明复合粒子呈球形,大小均一,分散性好,Al粉和AP是通过物理作用结合在一起的,复合粒子中无杂质,纯度高。放热行为和燃烧行为表明,复合粒子中AP的存在有助于Al粉的放热和燃烧,而且Al粉含量为40%时放热性能和燃烧性能最优异。(2)纳米Al/CuO复合粒子的制备：首先采用快速沉淀法,以Cu(NO3)2·3H2O、 DMAC和NaOH为原料,制备了三种不同形貌的纳米CuO粒子。结果表明,球形粒子大小均匀,分散性良好,直径在5～6 nm左右；带状结构粒子分散性良好,粒子宽度为30 nm,长度为500 nm；纺锤形粒子分散性良好,粒子为直径约200nm,长度约400 nm。然后分别采用简单混合方法和自组装方法制备纳米Al/CuO复合粒子。结果表明,复合粒子以不同方法制备后,Al粉与CuO粒子在复合粒子中分布不一样,通过自组装方法制备得到的复合粒子中Al粉与CuO粒子接触更加紧密,且放热性能更优,其中,Al粉与球形CuO粒子采用自组装方法制备的复合粒子具有最高的放热量；最后在上述最优条件下复合粒子的基础上探究配比对放热量的影响,结果表明,配比为1.8时放热量最大,为2.944 kJ/g。(3)纳米Al/CuO-AP复合粒子的制备：选用丙酮为溶剂溶解AP,然后往溶剂中添加性能最优异的纳米Al/CuO复合粒子,采用溶剂蒸发法制备了纳米Al/CuO-AP复合粒子。结果表明复合粒子中AP包覆在Al/CuO复合粒子表面,AP和Al/CuO复合粒子是通过物理作用结合在一起的,复合粒子中无杂质,纯度高。放热行为和燃烧行为表明,复合粒子中AP的存在有助于Al/CuO复合粒子的放热反应,AP分解释放的气体有助于促进传质过程,有利于复合粒子的燃烧,Al/CuO复合粒子含量为60%时放热性能和燃烧性能最优异。

关键词： 片状铝粉   发射率   低明度   包覆  

摘要： 先进的红外探测技术对武器装备的红外伪装性能提出了严峻挑战。在武器装备表面涂覆低红外发射率涂层是最常用的红外伪装技术手段之一。片状金属颜料由于发射率低而广泛应用于低发射率涂层中,但其强烈的金属光泽和较高的可见光反射率不利于可见光伪装。由于现代军事战争中探测手段的多样化,仅满足红外伪装方面需求的材料难以适应现代战争的需要。因此设计一种能够同时兼容可见光-红外伪装性能的材料对于实际应用具有重要的意义。本论文采用直接沉淀法将Bi2O3 颗粒包覆于片状铝粉表面,制备了Al/Bi2O3 黄色复合颜料;将二氧化锰颗粒包覆于片状铝粉表面,制备了黄棕色的Al/MnO2复合颜料。探讨了沉淀剂滴加速率、反应时间、煅烧温度、分散剂种类等工艺因数对复合颜料的影响。利用SEM、XRD、傅里叶红外光谱仪和光泽仪等分别表征了复合粉体颗粒的微观形貌、物相结构、热红外发射率和颜色等性能参数。实验结果显示,沉淀反应温度为40℃,n(Bi3+)与n（Al）之比为0.2:1,沉淀剂滴加速率为0.3ml/min,经过450℃煅烧2h得到的复合颜料表面包覆完整,可将片状铝粉颜料的明度值（L*）降低13.4,而红外发射率仅升高0.05;KMnO4与Al摩尔比0.1:1,以SDS为分散剂、KMnO4滴加速率为1ml/min、搅拌反应2h的条件下制备的复合颜料表面包覆完整,红外发射率为0.63,明度值低达50.3,和原始铝粉相比,其明度值（L*）降低27.3,而红外发射率仅升高0.14.这两种复合粉体颜料均具有一定的可见光/红外兼容伪装性能。研究表明粉体的包覆材料、制备方法、工艺条件等对复合粉体粒子的微观形貌、结构有很大影响,并最终影响复合颜料的兼容伪装性能。最终制备的核壳结构粉体颜料有效降低了普通铝粉明度,并且具有较低的红外发射率。研究对相关复合颜料的工程化制备具有探索意义和一定的借鉴价值。