何丽蓉，肖乐勤，菅晓霞，周伟良

(南京理工大学化工学院，南京 210094)

0 引言

纳米铝粉所具有的特殊小尺寸效应和表面效应，使其相对于传统的微米铝粉具有更高的反应活性和能量释放效率，在固体推进剂中添加纳米铝粉，将有利于提高推进剂的燃速，降低燃速压强指数［1－3］。由于受制备方法、粒径、初生氧化层厚度、储存环境和时间等因素影响，国内外报道的纳米铝粉活性和能量释放特性也各不相同。由于纳米铝粉活性高，即使在空气中也极易氧化，而影响有效铝含量和热性能等活性参数的准确测定。通常对钝化或稳定化的纳米铝粉进行热分析表征，Alexander Gromov等［4］以 TG-DSC/DTA 详细研究了不同纳米铝粉的热性能，油酸处理的纳米铝有较低的起始氧化温度486℃，熔点前氧化增重15%(铝被氧化生成氧化铝)，初始氧化峰放热4 875 J/g;硬脂酸处理的纳米铝起始氧化温度557℃，熔点前氧化增重27%，放热6 282 J/g;含B的纳米铝起始氧化温度556℃，熔点前氧化增重24%，放热6 232 J/g;Ni包覆纳米铝的起始氧化温度565℃，熔点前增重13%;Al2O3包覆纳米铝的起始氧化温度563℃，熔点前氧化增重9%，放热1 884 J/g。Alexander Ilyin 等［5］研究了纳米铝粉和微米铝粉的反应活性。结果显示，平均粒径分别为130、180、200、280 nm的铝粉在空气中的起始氧化温度分别为540、548、555、560℃，低于铝的熔点100℃左右，熔点前转化率分别为50.1%、39.4%、39.9%、23.9%，转化率指氧化为 Al2O3的 Al质量与氧化前总的Al质量之比。平均粒径为9 μm和80 μm的铝粉起始氧化温度为820℃和920℃，高于铝粉熔点，熔点前转化率仅为2.5%和0.65%。Queen S M Kwok等［6］对平均粒径约为90 nm铝粉(Als)的 TGDSC研究表明，Als纳米铝粉起始氧化温度为(430±5)℃，熔点前氧化增重(23±1)%，相当于样品中约26%的铝被氧化，对应的初始氧化反应热为(5 500±200)J/g。……