[發(fā)明專利]一種含有碳骨架的鋁熱劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210627793.4
• 申請(qǐng)日: 2022-06-06
• 公開（公告）號(hào): CN115043689B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張琳;祁軒;萬(wàn)早雁;張文超;易鎮(zhèn)鑫;李燕;朱順官
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C06B23/00
• 分類號(hào): C06B23/00;C06B33/02
• 代理公司: 江蘇瑞途律師事務(wù)所 32346
• 代理人: 張素云

本發(fā)明公開了一種含有碳骨架的鋁熱劑，所述鋁熱劑在不削弱納米鋁熱劑Al/CuO反應(yīng)活性的同時(shí)降低其靜電感度；同時(shí)，本發(fā)明提供了一種含有碳骨架的鋁熱劑的制備方法，該方法將鋁粒子、銅源和碳源按比例配制成懸浮液，通過噴霧干燥?煅燒的方法即可獲得該復(fù)合材料，該方法使得鋁粒子與碳骨架氧化銅能夠充分接觸在不削弱納米鋁熱劑Al/CuO反應(yīng)活性的同時(shí)降低其靜電感度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋁熱劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含有碳骨架的鋁熱劑及其制備方法。

背景技術(shù)

納米鋁(n-Al)具有高反應(yīng)焓，鋁氧化成氧化鋁(Al₂O₃)會(huì)釋放出31.1kJ·g^-1的能量，同時(shí)，還具有高的反應(yīng)活性、環(huán)境友好和常溫常壓下穩(wěn)定等特性，將其引入點(diǎn)火藥、擊發(fā)藥和推進(jìn)劑中作為燃料、催化劑等，非常有利于納米火工藥劑在MEMS，EBW等先進(jìn)火工品中的應(yīng)用。

除此之外，n-Al與各種氧化劑(n-Al@氧化劑)，如金屬氧化物(Fe₂O₃、CuO、Bi₂O₃等)，含氧酸鹽(KMnO₄、CuSO₄·5H₂O、Bi(ON)₃等)，氟化物(FeF₃、PTFE等)等組成的納米級(jí)反應(yīng)性混合物同樣具有反應(yīng)速率及燃燒速率高、安全性好、能量密度高的特點(diǎn)。這種納米級(jí)反應(yīng)被稱作(納米)鋁熱劑，又被稱為亞穩(wěn)態(tài)分子間復(fù)合物(metastable?intermolecularcomposite，MIC)，是現(xiàn)今最有前景的高能復(fù)合材料之一。其中，n-Al與CuO納米鋁熱劑雖然具有能量大和能量釋放速率大的優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用，但是，鋁粒子在實(shí)際應(yīng)用到鋁熱劑的過程中存在如下問題：(1)n-Al粒子易發(fā)生團(tuán)聚，存在不均勻的問題；(2)n-Al與CuO納米鋁熱劑靜電感度較高，一般為0.15～0.4mJ，由于其具有較高的靜電感度使其在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用方面存在安全隱患，并且限制了其應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

1.要解決的問題

針對(duì)現(xiàn)有n-Al與CuO納米鋁熱劑由于靜電感度高(數(shù)值越小，靜電感度高)等原因?qū)е缕鋺?yīng)用范圍受限的問題，本發(fā)明提供了一種含有碳骨架的鋁熱劑；

同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種安全、簡(jiǎn)單的含有碳骨架的鋁熱劑的制備方法。

2.技術(shù)方案

為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種含有碳骨架的鋁熱劑，具備：

鋁粒子；

氧化銅；

具有孔結(jié)構(gòu)的碳骨架；

以及，不低于70mJ的最低靜電感度；

其中，

部分或全部所述鋁粒子附于所述碳骨架；

部分或全部所述氧化銅附于所述碳骨架；

以鋁、銅的量來計(jì)算，所述鋁、銅的質(zhì)量比為(0.2～0.4)：(0.4～0.5)

以鋁、銅的總量為A和碳的量為B來計(jì)算，所述A：B的質(zhì)量比為(0.6～0.9)：(0.1～0.4)。

在此需要說明人類自身會(huì)存在一定的放電容量，大小約為8.33-20mJ，納米鋁熱劑靜電感度必須高于此范圍才能減少操作過程中因靜電而引起的事故。

進(jìn)一步地，所述含有碳骨架的鋁熱劑具備：

碳骨架，所述碳骨架具有孔結(jié)構(gòu)、且具有氧化銅；

鋁粒子，所述鋁粒子以嵌入形式附著于所述碳骨架，且存在與氧化銅產(chǎn)生接觸的鋁粒子；