陶忠明, 方 向, 李裕春, 冯 彬, 王怀玺

(解放军理工大学野战工程学院, 江苏 南京 210007)

1 引 言

铝热剂是一种传统的含能材料,由铝粉与氧化性较强的金属氧化物或非金属氧化物混合而成[1-6],在热或者机械力的作用下能够发生剧烈的氧化还原反应并释放大量的热,其能量密度高、安全性好,有着广阔的应用前景。在民用领域,铝热剂一般用于冶金、焊接、加热器、切割器、点火器、热电池[7]及利用铝热-离心技术制备陶瓷内衬复合钢管[8]; 在军用领域,由于其较高的能量密度和绝热火焰温度,被广泛应用于燃烧剂、点火药、高能装药、固体火箭推进剂的添加剂等[9]。

目前国内外的研究方向主要是将铝热剂纳米化,制备超级铝热剂[10]。超级铝热剂除了具有微米级尺寸铝热剂的性能外,还有其他的性能优势,如爆炸能量的释放更加完全、爆轰更接近于理想爆轰、更高的能量释放速率和燃烧(能量转化)效率、适中的感度、优良的力学性能等[11-13]。因此,世界各国展开了对纳米含能材料的研究,主要集中在开发和探索纳米含能材料用作炸药和推进剂的潜能及效用[14]。目前国内外对铝热剂的研究和应用大多针对其粉末状混合物,但对其在成型条件下的相关性能研究不多。

鉴于粉末状铝热剂发火时拥有较高的能量密度和绝热火焰温度,本研究主要探索固化铝热剂(Al/Fe2O3)的相关性能,以论证传统铝热剂能否以一种新的形态应用于现代含能材料领域。从提高强度和增……