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《納米鐵系金屬粉和復(fù)合粉體的制備及對(duì)推進(jìn)劑的催化性能研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、納米鐵系金屬粉和復(fù)合粉體的制備及對(duì)推進(jìn)劑的催化性能研究摘要高能量高燃速固體推進(jìn)劑是推進(jìn)劑領(lǐng)域重要的發(fā)展方向,添加納米金屬粉作為燃燒催化劑是提高固體推進(jìn)劑燃速和能量的有效方法之一。本文主要是針對(duì)固體推進(jìn)劑用納米金屬粉催化劑的制備和應(yīng)用來(lái)開(kāi)展研究。一本文系統(tǒng)地開(kāi)展了鐵系納米金屬粉的制備、表征、防氧化、分散技術(shù)及其在AP、ADN及固體推進(jìn)劑催化應(yīng)用等方面的研究,得出了一些創(chuàng)新性的結(jié)果。針對(duì)高純度、高產(chǎn)率納米金屬粉體的制備及催化應(yīng)用問(wèn)題,本文在充分考察各種納米金屬粉體制備方法的基礎(chǔ)上,基于等離子體自由弧溫度高、活性高、溫度分布集中的特點(diǎn),以鐵系金屬
2、Fe、Co、Ni為研究對(duì)象,主要采用等離子體方法制各了純度高、平均粒徑小,粒徑分布均勻、團(tuán)聚少的Fe、Co、Ni納米粉體材料。不僅對(duì)納米金屬粉體的等離子體制備工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,而且從粉體質(zhì)量控制因素及內(nèi)在機(jī)理等多方面對(duì)制備過(guò)程進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究。首先,研究了等離子體法制各納米粉體過(guò)程中氫氣百分含量、電弧電流、氣態(tài)總壓等工藝參數(shù)對(duì)納米粉體的產(chǎn)率及微觀結(jié)構(gòu)的影響,采用單因素工藝實(shí)驗(yàn)法探討了主要工藝參數(shù)對(duì)粉體產(chǎn)率和粒度的影響規(guī)律。最終獲得采用等離子體法制備鐵系納米金屬粉體的優(yōu)化工藝條件,利用X射線衍射()am)、透射電鏡(TEM)、選區(qū)電子衍射
3、(SAED)、比表面分析(BET)等方法對(duì)所制備的納米粉的晶型、形貌、粒徑及比表面積等進(jìn)行了研究,并對(duì)納米金屬粉的制備機(jī)理做了一些探討。其次,利用化學(xué)還原法進(jìn)行了納米Co粉與CoB粉的制備研究,探討了制備條件對(duì)金屬粉質(zhì)量與形貌的影響,并利用XRD、TEM等分析手段對(duì)所制備的樣品進(jìn)行了表征研究:對(duì)納米Co粉和CoB粉的防氧化進(jìn)行了研究,利用熱重分析(TG)方法對(duì)其抗氧化效果進(jìn)行了研究,對(duì)包覆前后的失重效果和催化效應(yīng)進(jìn)行了對(duì)比。另外采用微膠囊工藝開(kāi)展了納米Co粉在推進(jìn)劑中分散技術(shù)的研究。最后,開(kāi)展了采用等離子體法制備的納米金屬粉對(duì)復(fù)合固體推進(jìn)劑
4、及其所用的氧化劑高氯酸銨(AP)的熱分解的催化效應(yīng)的研究。將納米金屬粉分別添加到AP和AP/HTPB復(fù)合固體推進(jìn)劑中,用DSC方法研究了鐵系納米金屬粉對(duì)AP和AP/HTPB復(fù)合固體推進(jìn)劑熱分解的催化影響效果,根據(jù)熱分解峰溫和表觀分解熱的變化來(lái)評(píng)價(jià)催化效果。并將納米金屬粉應(yīng)用于AP/HTPB復(fù)合固體推進(jìn)劑中,研究其對(duì)固體推進(jìn)劑的燃速和壓強(qiáng)指數(shù)的影響。另外,進(jìn)行了納米Co粉對(duì)氧化劑ADN熱分解催化性能研究。關(guān)鍵詞:納米金屬粉、催化劑、熱分解、推進(jìn)劑、燃燒Abstract博士學(xué)位論文ABSTRACTWiththedevelopmentofmode
5、mweapon,oneofthedevelopmenttrendofsolidpropellantsistoprovidehigherenergy,higherburningrate.Addingnanometalcatalysttopropellantisoneofeffectivemethodstoimprovetheburningrateandenergyofsolidpropellant.Thepreparationofnanometalcatalystandtheirapplicationinpropellantwereresea
6、rchediIlthisdissertation.hlthepresentwork,thepreparation,characterization,antioxidation,dispersionofferriousnanometalandtheircatalyticapplicationinAP,ADNandcompositepropellantwerestudied.Forthedevelopmentofthepreparationtechnologyofhighyieldnanometalparticlesandtheircataly
7、ticperformance,nanometalparticlessuchasFe,Co,Niwerepreparedbyplasma,whichhasmanyexcellentcharacteristicssuchashi【曲purity,smallaveragesize(about40nm),narrowdistributionofgranularity(fromlOnmto100nm),andfewagglomeration.Notonlywerethetechnicalparametersofpreparingnanometalpo
8、wderbyplasmamethodoptimized,butalsothepowderqualitycontrolfactorsandinnermechanismofprepa