CN109134171A - 一种纳米氟铝高释能燃料及其制备方法 - Google Patents

一种纳米氟铝高释能燃料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种纳米氟铝高释能燃料及其制备方法,本发明涉及一种高释能燃料及其制备方法。本发明要解决现有氟铝复合物的制备方法更多的适用于微米铝粉,微米铝粉表面含氟壳层厚度在100nm左右,对于纳米铝粉来说,100nm的含氟壳层过于厚重,影响其性能的问题。纳米氟铝高释能燃料由去除氧化膜的纳米铝芯和壳层组成;方法:一、将HF溶液与溶剂混合,得到混合溶液;二、向混合溶液中加入纳米铝粉,常温搅拌,得到含铝粉的混合溶液;三、向含铝粉的混合溶液中加入全氟羧酸溶液,常温搅拌,得到粗产物;四、将粗产物采用无水乙醇洗涤并减压过滤,得到纳米氟铝高释能燃料。本发明用于纳米氟铝高释能燃料的制备。

Description

一种纳米氟铝高释能燃料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高释能燃料及其制备方法。
背景技术
固体推进剂是一种特定性能的含能复合材料,是导弹、卫星等各类固体发动机的动力源,随着时代的发展,空间战略目标的提升,对固体推进剂的性能提出了更高的要求。纳米铝粉做为一种新型的固体推进剂添加剂,极大的提高了其燃速、比冲,且在燃烧过程中无明显凝聚现象,因此,纳米铝粉逐渐成为当前研究热点。纳米铝粉表面活性高,比表面积大,因此其储存及制备都存在一定难度,现阶段常用的制备纳米铝粉的方法为电爆法,即通过高压电弧轰击铝箔表面,同时体系中注入微量氧气,使其表面具有一层致密的氧化膜,但这一层氧化膜对推进剂并无帮助,同时由于比表面积大,质量占比较高,导致了其在实际应用中受到了一定限制。
由于氟与铝的高焓能(Al-F为664±6kJ/mol、Al-O为512±4kJ/mol),制备新型纳米氟铝复合材料在近些年被广泛的研究。Osborne等人报道了聚四氟乙烯/铝粉复合物,提出含氟表面与铝粉在300℃左右会出现一个“预燃烧”过程,生成氟化铝同时释放热量。现阶段氟铝复合物的制备方法通常有两种:(1)通过机械球磨或物理混合在金属铝粉中引入含氟物质;(2)通过一定化学键合,在铝粉氧化膜外包覆一层掺氟高聚物。此两种方法都不能很好解决表面氧化铝存在对铝粉性能的影响,同时此二种方法更多的适用于微米铝粉,微米铝粉表面含氟壳层厚度在100nm左右,对于纳米铝粉来说,100nm的含氟壳层过于厚重,反而影响其性能。因此通过一种简单的方法构建一层均匀的核壳结构的氟铝复合物,并且能极大提升纳米铝粉的能量释放能力是当前研究热点。
发明内容
本发明要解决现有氟铝复合物的制备方法更多的适用于微米铝粉,微米铝粉表面含氟壳层厚度在100nm左右,对于纳米铝粉来说,100nm的含氟壳层过于厚重,影响其性能的问题,因而提供一种纳米氟铝高释能燃料及其制备方法。
纳米氟铝高释能燃料由去除氧化膜的纳米铝芯和壳层组成;HF溶液处理纳米铝芯得到去除氧化膜的纳米铝芯,同时生成Al2F1.5(OH)1.5·0.375H2O铝源,再以Al2F1.5(OH)1.5·0.375H2O铝源和全氟羧酸反应形成的全氟羧酸铝交联网络作为壳层。
一种纳米氟铝高释能燃料的制备方法是按以下步骤进行:
一、将质量百分数为1%~10%的HF溶液与溶剂混合,得到混合溶液;
所述的质量百分数为1%~10%的HF溶液与溶剂的体积比为1:(0.5~2);
二、向混合溶液中加入纳米铝粉,常温搅拌3min~10min,得到含铝粉的混合溶液;
步骤一中所述的质量百分数为1%~10%的HF溶液的体积与步骤二中所述的纳米铝粉的质量比为10mL:(1~3)g;
三、向含铝粉的混合溶液中加入浓度为5g/L~20g/L的全氟羧酸溶液,常温搅拌2h~8h,得到粗产物;
所述的浓度为5g/L~20g/L的全氟羧酸溶液中溶剂与步骤一中所述溶剂相同;
步骤二中所述的纳米铝粉的质量与步骤三中所述的浓度为5g/L~20g/L的全氟羧酸溶液的体积比为1g:(10~20)mL;
四、将粗产物采用无水乙醇洗涤并减压过滤,得到纳米氟铝高释能燃料。
本发明的有益效果是:
1、本发明为一种全氟羧酸铝交联网络建立类高聚物包覆层与活性铝芯直接接触形成纳米氟铝复合结构,具体反应机理如下:(1)HF溶液刻蚀铝粉表面的氧化层,同时反应生成中间体Al2F1.5(OH)1.5·0.375H2O;(2)中间体Al2F1.5(OH)1.5·0.375H2O与全氟羧酸所形成的胶团进行反应生成全氟辛酸铝团;(3)同时全氟辛酸铝由于其疏水疏油的特性自发产生交联,形成最终复合结构。该方法去除纳米铝粉表面氧化膜的同时,构建了一层与其厚度类似的含氟壳层,表面包覆层厚度在5nm左右,与原氧化膜相比基本一致。其中,当全氟羧酸适量时能够构建5nm左右的全氟羧酸涂层,且此时涂层可清晰看出为单层,胶团在铝芯表面均匀排列生成。包覆层过厚,会导致铝粉表面有机涂层过多,活性铝含量下降,降低其总焓值。
2、本发明制备的纳米氟铝高释能燃料在第一放热台阶时最大DSC上显示放热为154W/g,而对应纯铝粉在第一放热台阶放热最大值为15.5W/g,出现了近十倍的提升。在这里全氟羧酸包覆层起到了极其关键的作用,有机涂层在低温下分解(150℃-400℃)使得铝粉表面出现一层极薄的AlF3壳。在逐渐升温后,该壳层瞬间破碎,整个铝粉内部完成氧化,同时放出大量热。
3、本发明制备的纳米氟铝高释能燃料,反应条件温和,适用于较大规模生产。
本发明用于一种纳米氟铝高释能燃料及其制备方法。
附图说明
图1为实施例二制备的纳米氟铝高释能燃料的TEM图;
图2为DSC图,1为实施例二制备的纳米氟铝高释能燃料,2为纳米铝粉;
图3为图2中A区的放大图,1为实施例二制备的纳米氟铝高释能燃料,2为纳米铝粉;
图4为TG图,1为实施例二制备的纳米氟铝高释能燃料,2为纳米铝粉;
图5为实施例二制备的纳米氟铝高释能燃料点燃0s时的红外热成像图;
图6为实施例二制备的纳米氟铝高释能燃料点燃0.8s时的红外热成像图;
图7为实施例二制备的纳米氟铝高释能燃料点燃1.44s时的红外热成像图;
图8为实施例二制备的纳米氟铝高释能燃料点燃1.8s时的红外热成像图;
图9为实施例二制备的纳米氟铝高释能燃料点燃2.4s时的红外热成像图;
图10为实施例二制备的纳米氟铝高释能燃料点燃3s时的红外热成像图;
图11为纳米铝粉点燃0s时的红外热成像图;
图12为纳米铝粉点燃0.4s时的红外热成像图;
图13为纳米铝粉点燃0.52s时的红外热成像图;
图14为纳米铝粉点燃0.92s时的红外热成像图;
图15为纳米铝粉点燃1.32s时的红外热成像图;
图16为纳米铝粉点燃1.72s时的红外热成像图;
图17为实施例二制备的纳米氟铝高释能燃料的XRD图。
具体实施方式
具体实施方式一:本实施方式的纳米氟铝高释能燃料由去除氧化膜的纳米铝芯和壳层组成;HF溶液处理纳米铝芯得到去除氧化膜的纳米铝芯,同时生成Al2F1.5(OH)1.5·0.375H2O铝源,再以Al2F1.5(OH)1.5·0.375H2O铝源和全氟羧酸反应形成的全氟羧酸铝交联网络作为壳层。
本具体实施方式的有益效果是:1、本具体实施方式为一种全氟羧酸铝交联网络建立类高聚物包覆层与活性铝芯直接接触形成纳米氟铝复合结构,具体反应机理如下:(1)HF溶液刻蚀铝粉表面的氧化层,同时反应生成中间体Al2F1.5(OH)1.5·0.375H2O;(2)中间体Al2F1.5(OH)1.5·0.375H2O与全氟羧酸所形成的胶团进行反应生成全氟辛酸铝团;(3)同时全氟辛酸铝由于其疏水疏油的特性自发产生交联,形成最终复合结构。该方法去除纳米铝粉表面氧化膜的同时,构建了一层与其厚度类似的含氟壳层,表面包覆层厚度在5nm左右,与原氧化膜相比基本一致。其中,当全氟羧酸适量时能够构建5nm左右的全氟羧酸涂层,且此时涂层可清晰看出为单层,胶团在铝芯表面均匀排列生成。包覆层过厚,会导致铝粉表面有机涂层过多,活性铝含量下降,降低其总焓值。
2、本具体实施方式制备的纳米氟铝高释能燃料在第一放热台阶时最大DSC上显示放热为154W/g,而对应纯铝粉在第一放热台阶放热最大值为15.5W/g,出现了近十倍的提升。在这里全氟羧酸包覆层起到了极其关键的作用,有机涂层在低温下分解(150℃-400℃)使得铝粉表面出现一层极薄的AlF3壳。在逐渐升温后,该壳层瞬间破碎,整个铝粉内部完成氧化,同时放出大量热。
3、本具体实施方式制备的纳米氟铝高释能燃料,反应条件温和,适用于较大规模生产。
具体实施方式二:本实施方式的一种纳米氟铝高释能燃料的制备方法是按以下步骤进行:
一、将质量百分数为1%~10%的HF溶液与溶剂混合,得到混合溶液;
所述的质量百分数为1%~10%的HF溶液与溶剂的体积比为1:(0.5~2);
二、向混合溶液中加入纳米铝粉,常温搅拌3min~10min,得到含铝粉的混合溶液;
步骤一中所述的质量百分数为1%~10%的HF溶液的体积与步骤二中所述的纳米铝粉的质量比为10mL:(1~3)g;
三、向含铝粉的混合溶液中加入浓度为5g/L~20g/L的全氟羧酸溶液,常温搅拌2h~8h,得到粗产物;
所述的浓度为5g/L~20g/L的全氟羧酸溶液中溶剂与步骤一中所述溶剂相同;
步骤二中所述的纳米铝粉的质量与步骤三中所述的浓度为5g/L~20g/L的全氟羧酸溶液的体积比为1g:(10~20)mL;
四、将粗产物采用无水乙醇洗涤并减压过滤,得到纳米氟铝高释能燃料。
具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式二不同的是:步骤一中所述的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或二甲基亚砜。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式二或三之一不同的是:步骤三中所述的浓度为5g/L~20g/L的全氟羧酸溶液为浓度为5g/L~20g/L的全氟癸酸溶液、浓度为5g/L~20g/L的全氟辛酸溶液或浓度为5g/L~20g/L的全氟丁酸溶液。其它与具体实施方式二或三相同。
具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式二至四之一不同的是:步骤一中将质量百分数为1%~5%的HF溶液与溶剂混合,得到混合溶液。其它与具体实施方式二至四相同。
具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式二至五之一不同的是:步骤二中向混合溶液中加入纳米铝粉,常温搅拌3min~5min,得到含铝粉的混合溶液。其它与具体实施方式二至五相同。
具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式二至六之一不同的是:步骤三中向含铝粉的混合溶液中加入浓度为5g/L~15g/L的全氟羧酸溶液,常温搅拌2h~4h,得到粗产物。其它与具体实施方式二至六相同。
具体实施方式八:本实施方式与具体实施方式二至七之一不同的是:步骤一中将质量百分数为1%~2.5%的HF溶液与溶剂混合,得到混合溶液。其它与具体实施方式二至七相同。
具体实施方式九:本实施方式与具体实施方式二至八之一不同的是:步骤三中向含铝粉的混合溶液中加入浓度为5g/L~10g/L的全氟羧酸溶液,常温搅拌2h~5h,得到粗产物。其它与具体实施方式二至八相同。
具体实施方式十:本实施方式与具体实施方式二至九之一不同的是:步骤一中将质量百分数为1%~3%的HF溶液与溶剂混合,得到混合溶液。其它与具体实施方式二至九相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果:
实施例一:
纳米氟铝高释能燃料由去除氧化膜的纳米铝芯和壳层组成;HF溶液处理纳米铝芯得到去除氧化膜的纳米铝芯,同时生成Al2F1.5(OH)1.5·0.375H2O铝源,再以Al2F1.5(OH)1.5·0.375H2O铝源和全氟羧酸反应形成的全氟羧酸铝交联网络作为壳层;
上述纳米氟铝高释能燃料的制备方法是按以下步骤进行:
一、将质量百分数为5%的HF溶液与溶剂混合,得到混合溶液;
所述的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺;
所述的质量百分数为5%的HF溶液与溶剂的体积比为1:2;
二、向混合溶液中加入纳米铝粉,常温搅拌5min,得到含铝粉的混合溶液;
步骤一中所述的质量百分数为5%的HF溶液的体积与步骤二中所述的纳米铝粉的质量比为10mL:2g;
三、向含铝粉的混合溶液中加入浓度为15g/L的全氟癸酸的N,N-二甲基甲酰胺溶液,常温搅拌4h,得到粗产物;
步骤二中所述的纳米铝粉的质量与步骤三中所述的浓度为15g/L的全氟癸酸的N,N-二甲基甲酰胺溶液的体积比为1g:20mL;
四、将粗产物采用无水乙醇洗涤并减压过滤,得到纳米氟铝高释能燃料。
实施例二:
纳米氟铝高释能燃料由去除氧化膜的纳米铝芯和壳层组成;HF溶液处理纳米铝芯得到去除氧化膜的纳米铝芯,同时生成Al2F1.5(OH)1.5·0.375H2O铝源,再以Al2F1.5(OH)1.5·0.375H2O铝源和全氟羧酸反应形成的全氟羧酸铝交联网络作为壳层;
上述纳米氟铝高释能燃料的制备方法是按以下步骤进行:
一、将质量百分数为2.5%的HF溶液与溶剂混合,得到混合溶液;
所述的溶剂为二甲基亚砜;
所述的质量百分数为2.5%的HF溶液与溶剂的体积比为1:1.3;
二、向混合溶液中加入纳米铝粉,常温搅拌5min,得到含铝粉的混合溶液;
步骤一中所述的质量百分数为2.5%的HF溶液的体积与步骤二中所述的纳米铝粉的质量比为10mL:1.3g;
三、向含铝粉的混合溶液中加入浓度为10g/L的全氟辛酸的二甲基亚砜溶液,常温搅拌2h,得到粗产物;
步骤二中所述的纳米铝粉的质量与步骤三中所述的浓度为10g/L的全氟辛酸的二甲基亚砜溶液的体积比为1g:10mL;
四、将粗产物采用无水乙醇洗涤并减压过滤,得到纳米氟铝高释能燃料。
图1为实施例二制备的纳米氟铝高释能燃料的TEM图;由图可知,纳米氟铝高释能燃料中包覆层厚度为5nm左右。
图2为DSC图,1为实施例二制备的纳米氟铝高释能燃料,2为纳米铝粉;图3为图2中A区的放大图,1为实施例二制备的纳米氟铝高释能燃料,2为纳米铝粉;由图可知,对比纳米铝粉,本实施例制备的纳米氟铝高释能燃料,在第一放热台阶时,最大DSC上显示放热为154W/g,而对应纳米铝粉在第一放热台阶放热最大值为15.5W/g,出现了近十倍的提升,同时在放大图中可知,其分解时产生气体与纳米铝粉反应放热。
图4为TG图,1为实施例二制备的纳米氟铝高释能燃料,2为纳米铝粉;由图可知,本实施例制备的纳米氟铝高释能燃料先失重再增重,失重对应氟铝复合材料中含氟物的分解。
图5为实施例二制备的纳米氟铝高释能燃料点燃0s时的红外热成像图;图6为实施例二制备的纳米氟铝高释能燃料点燃0.8s时的红外热成像图;图7为实施例二制备的纳米氟铝高释能燃料点燃1.44s时的红外热成像图;图8为实施例二制备的纳米氟铝高释能燃料点燃1.8s时的红外热成像图;图9为实施例二制备的纳米氟铝高释能燃料点燃2.4s时的红外热成像图;图10为实施例二制备的纳米氟铝高释能燃料点燃3s时的红外热成像图;
图11为纳米铝粉点燃0s时的红外热成像图;图12为纳米铝粉点燃0.4s时的红外热成像图;图13为纳米铝粉点燃0.52s时的红外热成像图;图14为纳米铝粉点燃0.92s时的红外热成像图;图15为纳米铝粉点燃1.32s时的红外热成像图;图16为纳米铝粉点燃1.72s时的红外热成像图;综上可知,对比纳米铝粉与纳米氟铝高释能燃料的点火现象,发现纳米氟铝高释能燃料的点火温度降低,这是由于PIR过程的发生,在整个燃烧过程中纳米氟铝高释能燃料的最高火焰温度达到了1367℃远远高于纳米铝粉的火焰温度,并且这个现象和本实施例的热重实验所对应。
图17为实施例二制备的纳米氟铝高释能燃料的XRD图;从图中可知,纳米铝粉本身并未发生变化,同时在15.7°、30.3°、31.7°、36.8°、48.4°和53.0°(ICSD No.74-0940)出现了一些杂质峰,经分析得出其为HF刻蚀纳米铝芯(氧化铝),得到的副产物Al2F1.5(OH)1.5·0.375H2O铝源。
实施例三:
纳米氟铝高释能燃料由去除氧化膜的纳米铝芯和壳层组成;HF溶液处理纳米铝芯得到去除氧化膜的纳米铝芯,同时生成Al2F1.5(OH)1.5·0.375H2O铝源,再以Al2F1.5(OH)1.5·0.375H2O铝源和全氟羧酸反应形成的全氟羧酸铝交联网络作为壳层;
上述纳米氟铝高释能燃料的制备方法是按以下步骤进行:
一、将质量百分数为3%的HF溶液与溶剂混合,得到混合溶液;
所述的溶剂为二甲基乙酰胺;
所述的质量百分数为3%的HF溶液与溶剂的体积比为1:1.3;
二、向混合溶液中加入纳米铝粉,常温搅拌5min,得到含铝粉的混合溶液;
步骤一中所述的质量百分数为3%的HF溶液的体积与步骤二中所述的纳米铝粉的质量比为10mL:1g;
三、向含铝粉的混合溶液中加入浓度为7g/L的全氟丁酸的二甲基乙酰胺溶液,常温搅拌2h,得到粗产物;
步骤二中所述的纳米铝粉的质量与步骤三中所述的浓度为7g/L的全氟丁酸的二甲基乙酰胺溶液的体积比为1g:12mL;
四、将粗产物采用无水乙醇洗涤并减压过滤,得到纳米氟铝高释能燃料。
实施例四:
纳米氟铝高释能燃料由去除氧化膜的纳米铝芯和壳层组成;HF溶液处理纳米铝芯得到去除氧化膜的纳米铝芯,同时生成Al2F1.5(OH)1.5·0.375H2O铝源,再以Al2F1.5(OH)1.5·0.375H2O铝源和全氟羧酸反应形成的全氟羧酸铝交联网络作为壳层;
上述纳米氟铝高释能燃料的制备方法是按以下步骤进行:
一、将质量百分数为6%的HF溶液与溶剂混合,得到混合溶液;
所述的溶剂为二甲基乙酰胺;
所述的质量百分数为6%的HF溶液与溶剂的体积比为1:1;
二、向混合溶液中加入纳米铝粉,常温搅拌5min,得到含铝粉的混合溶液;
步骤一中所述的质量百分数为6%的HF溶液的体积与步骤二中所述的纳米铝粉的质量比为10mL:3g;
三、向含铝粉的混合溶液中加入浓度为5g/L的全氟丁酸的二甲基乙酰胺溶液,常温搅拌2h,得到粗产物;
步骤二中所述的纳米铝粉的质量与步骤三中所述的浓度为5g/L的全氟丁酸的二甲基乙酰胺溶液的体积比为1g:20mL;
四、将粗产物采用无水乙醇洗涤并减压过滤,得到纳米氟铝高释能燃料。
实施例五:
纳米氟铝高释能燃料由去除氧化膜的纳米铝芯和壳层组成;HF溶液处理纳米铝芯得到去除氧化膜的纳米铝芯,同时生成Al2F1.5(OH)1.5·0.375H2O铝源,再以Al2F1.5(OH)1.5·0.375H2O铝源和全氟羧酸反应形成的全氟羧酸铝交联网络作为壳层;
上述纳米氟铝高释能燃料的制备方法是按以下步骤进行:
一、将质量百分数为5%的HF溶液与溶剂混合,得到混合溶液;
所述的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺;
所述的质量百分数为5%的HF溶液与溶剂的体积比为1:1.3;
二、向混合溶液中加入纳米铝粉,常温搅拌5min,得到含铝粉的混合溶液;
步骤一中所述的质量百分数为5%的HF溶液与步骤二中所述的纳米铝粉的质量比为10mL:2.5g;
三、向含铝粉的混合溶液中加入浓度为6/L的全氟辛酸的N,N-二甲基甲酰胺溶液,常温搅拌2h,得到粗产物;
步骤二中所述的纳米铝粉的质量与步骤三中所述的浓度为6g/L的全氟辛酸的N,N-二甲基甲酰胺溶液的体积比为1g:18mL;
四、将粗产物采用无水乙醇洗涤并减压过滤,得到纳米氟铝高释能燃料。

Claims (10)

1.一种纳米氟铝高释能燃料,其特征在于纳米氟铝高释能燃料由去除氧化膜的纳米铝芯和壳层组成;HF溶液处理纳米铝芯得到去除氧化膜的纳米铝芯,同时生成Al2F1.5(OH)1.5·0.375H2O铝源,再以Al2F1.5(OH)1.5·0.375H2O铝源和全氟羧酸反应形成的全氟羧酸铝交联网络作为壳层。
2.如权利要求1所述的一种纳米氟铝高释能燃料的制备方法,其特征在于一种纳米氟铝高释能燃料的制备方法是按以下步骤进行:
一、将质量百分数为1%~10%的HF溶液与溶剂混合,得到混合溶液;
所述的质量百分数为1%~10%的HF溶液与溶剂的体积比为1:(0.5~2);
二、向混合溶液中加入纳米铝粉,常温搅拌3min~10min,得到含铝粉的混合溶液;
步骤一中所述的质量百分数为1%~10%的HF溶液的体积与步骤二中所述的纳米铝粉的质量比为10mL:(1~3)g;
三、向含铝粉的混合溶液中加入浓度为5g/L~20g/L的全氟羧酸溶液,常温搅拌2h~8h,得到粗产物;
所述的浓度为5g/L~20g/L的全氟羧酸溶液中溶剂与步骤一中所述溶剂相同;
步骤二中所述的纳米铝粉的质量与步骤三中所述的浓度为5g/L~20g/L的全氟羧酸溶液的体积比为1g:(10~20)mL;
四、将粗产物采用无水乙醇洗涤并减压过滤,得到纳米氟铝高释能燃料。
3.根据权利要求2所述的一种纳米氟铝高释能燃料的制备方法,其特征在于步骤一中所述的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或二甲基亚砜。
4.根据权利要求2所述的一种纳米氟铝高释能燃料的制备方法,其特征在于步骤三中所述的浓度为5g/L~20g/L的全氟羧酸溶液为浓度为5g/L~20g/L的全氟癸酸溶液、浓度为5g/L~20g/L的全氟辛酸溶液或浓度为5g/L~20g/L的全氟丁酸溶液。
5.根据权利要求2所述的一种纳米氟铝高释能燃料的制备方法,其特征在于步骤一中将质量百分数为1%~5%的HF溶液与溶剂混合,得到混合溶液。
6.根据权利要求2所述的一种纳米氟铝高释能燃料的制备方法,其特征在于步骤二中向混合溶液中加入纳米铝粉,常温搅拌3min~5min,得到含铝粉的混合溶液。
7.根据权利要求2所述的一种纳米氟铝高释能燃料的制备方法,其特征在于步骤三中向含铝粉的混合溶液中加入浓度为5g/L~15g/L的全氟羧酸溶液,常温搅拌2h~4h,得到粗产物。
8.根据权利要求2所述的一种纳米氟铝高释能燃料的制备方法,其特征在于步骤一中将质量百分数为1%~2.5%的HF溶液与溶剂混合,得到混合溶液。
9.根据权利要求2所述的一种纳米氟铝高释能燃料的制备方法,其特征在于步骤三中向含铝粉的混合溶液中加入浓度为5g/L~10g/L的全氟羧酸溶液,常温搅拌2h~5h,得到粗产物。
10.根据权利要求2所述的一种纳米氟铝高释能燃料的制备方法,其特征在于步骤一中将质量百分数为1%~3%的HF溶液与溶剂混合,得到混合溶液。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110508802A (zh) * 2019-08-29 2019-11-29 南京理工大学 聚偏二氟乙烯包覆微/纳米铝粉的制备方法
CN111574314A (zh) * 2020-05-21 2020-08-25 中国科学院兰州化学物理研究所 利用氟代烷基化合物改性铝粉以提高稳定性和燃烧性能的方法
CN113501740A (zh) * 2021-07-08 2021-10-15 中国工程物理研究院化工材料研究所 一种表面氟化改性的纳米铝粉制备方法
CN115703690A (zh) * 2021-08-09 2023-02-17 北京理工大学 一种全氟辛酸铜-铝粉含能复合粒子及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9102576B1 (en) * 2012-05-31 2015-08-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Particulate-based reactive nanocomposites and methods of making and using the same
CN106238747A (zh) * 2016-07-12 2016-12-21 中国石油化工股份有限公司 一种多级铜/氧化亚铜纳米线材料的制备方法和基于该材料的葡萄糖传感器电极

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9102576B1 (en) * 2012-05-31 2015-08-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Particulate-based reactive nanocomposites and methods of making and using the same
CN106238747A (zh) * 2016-07-12 2016-12-21 中国石油化工股份有限公司 一种多级铜/氧化亚铜纳米线材料的制备方法和基于该材料的葡萄糖传感器电极

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110508802A (zh) * 2019-08-29 2019-11-29 南京理工大学 聚偏二氟乙烯包覆微/纳米铝粉的制备方法
WO2021036679A1 (zh) * 2019-08-29 2021-03-04 南京理工大学 聚偏二氟乙烯包覆微纳米铝粉的制备方法
CN111574314A (zh) * 2020-05-21 2020-08-25 中国科学院兰州化学物理研究所 利用氟代烷基化合物改性铝粉以提高稳定性和燃烧性能的方法
CN111574314B (zh) * 2020-05-21 2021-09-14 中国科学院兰州化学物理研究所 利用氟代烷基化合物改性铝粉以提高稳定性和燃烧性能的方法
CN113501740A (zh) * 2021-07-08 2021-10-15 中国工程物理研究院化工材料研究所 一种表面氟化改性的纳米铝粉制备方法
CN113501740B (zh) * 2021-07-08 2022-06-17 中国工程物理研究院化工材料研究所 一种表面氟化改性的纳米铝粉制备方法
CN115703690A (zh) * 2021-08-09 2023-02-17 北京理工大学 一种全氟辛酸铜-铝粉含能复合粒子及其制备方法
CN115703690B (zh) * 2021-08-09 2024-04-26 北京理工大学 一种全氟辛酸铜-铝粉含能复合粒子及其制备方法

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