[發(fā)明專利]一種產(chǎn)氣藥柱、產(chǎn)氣藥柱的制備方法及固體氧氣發(fā)生器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011304608.5
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112408332B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設計）人: 王星魁;張毅;高俊;舒君玲;王夢蕾;姚俊
• 申請（專利權）人: 湖北航天化學技術研究所
• 主分類號: C01B13/02
• 分類號: C01B13/02;B01D46/30;B01D53/00
• 代理公司: 北京天盾知識產(chǎn)權代理有限公司 11421
• 代理人: 張彩珍

1.一種產(chǎn)氣藥柱，所述產(chǎn)氣藥柱(1)為柱狀，一端為點火端，另一端為排氣端，其特征在于，從點火端至排氣端的柱狀軸向被分成至少兩段，每段的裝藥孔隙率不同且從點火端向排氣端的段間裝藥孔隙率依次降低；

當所述產(chǎn)氣藥柱(1)包括兩段時，靠近點火端的一段藥柱(11)的裝藥孔隙率在35-65％之間，靠近排氣端的二段藥柱(12)的裝藥孔隙率在5-35％之間，且同一產(chǎn)氣藥柱上靠近點火端的一段藥柱(11)的裝藥孔隙率大于靠近排氣端的二段藥柱(12)的裝藥孔隙率；

所述產(chǎn)氣藥柱(1)不同藥柱段之間的連接方式為平面接觸或者凹凸面接觸；

所述產(chǎn)氣藥柱(1)的裝藥原料包括：產(chǎn)氧劑、金屬粉末、催化劑和粘合劑；

所述產(chǎn)氧劑包括堿金屬氯酸鹽或堿金屬高氯酸鹽；所述堿金屬氯酸鹽或堿金屬高氯酸鹽包括氯酸鈉、氯酸鉀、氯酸鋰、高氯酸鈉、高氯酸鉀、高氯酸鋰中的一種或多種；

所述金屬粉末包括鐵粉、硅粉、鈦粉中的一種或多種；

所述催化劑包括金屬氧化物和/或金屬氫氧化物；

所述粘合劑為無機粘合劑，所述無機粘合劑包括硅酸鈉和/或硅酸鉀；

其制備方法，包括以下步驟：

S1、原材料造粒：

將產(chǎn)氣藥柱原料充分混合后，根據(jù)產(chǎn)氣藥柱在高度方向被分成的段數(shù)，使用篩網(wǎng)或者造粒機對原料進行造粒，獲得跟產(chǎn)氣藥柱段數(shù)數(shù)值對應的幾類不同粒徑范圍顆粒；

S2、分段成型：

S21、先將粒徑范圍最小的一類顆粒裝填于與產(chǎn)氣藥柱外形尺寸匹配的模具底部，根據(jù)所述所需孔隙率計算出所需密度，然后計算裝填高度，再將原料顆粒壓制到計算的裝填高度；

S22、在80℃溫度下烘干24h，進行固化；

S23、再將粒徑范圍值大于步驟S21中所用顆粒的第二類顆粒裝填于步驟S22固化后的產(chǎn)氣藥柱段上部，根據(jù)所述所需孔隙率計算出所需密度，然后計算裝填高度，再將原料顆粒壓制到計算的裝填高度；

S24、在80℃溫度下烘干24h，進行固化；

S25、重復步驟S23至S24的操作，將各類原料顆粒按照顆粒度范圍從小到大的順序依次裝填、壓制、固化；

S26、得到所述產(chǎn)氣藥柱；

所述步驟S21和S23中，裝填高度的計算方法為：

1)所需孔隙率∈_ρ為每段產(chǎn)氣藥柱內(nèi)孔隙占所在產(chǎn)氣藥柱段的體積比，計算公式(1)為：

其中ρ_ch為產(chǎn)氣藥柱段實際密度，ρ_c為產(chǎn)氣藥柱段理論最大密度；

所述產(chǎn)氣藥柱段理論最大密度是假設此狀態(tài)下產(chǎn)氣藥柱段孔隙率為零，通過產(chǎn)氣藥柱原料計算獲得；

根據(jù)期望的孔隙率，利用公式(1)獲得產(chǎn)氣藥柱段實際密度ρ_ch；

2)根據(jù)模具內(nèi)徑尺寸獲得其截面積A，即藥柱段的截面積，結合稱取的原料顆粒質(zhì)量M，根據(jù)公式(2)計算裝填高度h：

2.如權利要求1所述的產(chǎn)氣藥柱，其特征在于，

所述步驟S1的原料造粒之前，還包括將產(chǎn)氧劑、金屬粉末以及催化劑進行過篩；然后將過篩后的產(chǎn)氧劑、金屬粉末以及催化劑混合均勻，形成混合粉末；再將粘合劑與水混合形成液體狀，最后將混好的粘合劑倒入混合好的混合粉末中的步驟。

3.如權利要求1所述的產(chǎn)氣藥柱，其特征在于，所述步驟S1中，原材料造粒尺寸在150μm～1000μm之間。