于　嘉，郑邯勇，赵文忠，陈支厦(中国船舶重工集团公司第七一八研究所，河北　邯郸 056000)



一种新型铝合金的制备及其水反应性能研究

于嘉，郑邯勇，赵文忠，陈支厦
(中国船舶重工集团公司第七一八研究所，河北邯郸 056000)

摘要:为解决现有水冲压发动机启动困难、金属燃料难于储存等问题，通过熔炼法制备一种新型铝铟镁三相合金。运用水反应测试装置、高压热分析天平、金相显微镜等测试手段，分析合金常温及高温下的水反应性能、表面形貌和活化机理。结果表明：该铝合金具有良好的储藏性能，在常温下单位质量的合金与水反应的产氢量仅为0.029 mL/mg；高温下铝合金与水蒸气反应分为 4 个阶段，在 450 ℃ 前完成低温区反应，启动迅速。该合金能够代替现有普通铝粉和纳米铝粉，作为水冲压发动机主燃料使用。

关键词：金属燃料；铝合金；铝/水反应；制氢

0　引　言

金属燃料水冲压发动机是一种新型水下航行器动力系统，它以金属/水反应作为动力源，利用反应热和反应产生的高压气体推动航行体在水下高速航行[1–2]。该体系的能量密度非常高，因为氧化剂取自环境中的海水而无需携带，且金属燃料本身就具有很高的能量水平[3]。常见的水反应金属有铍、铝、镁和锂等，其中铝的优势最为突出。作为地壳中含量最多的金属元素，铝无毒，与水反应活性适中，体积能量密度为9.75 kcal/cm3，是镁的 1.8 倍，锂的 2.4 倍，具有 3 个价电子和高达 11.1 wt.% 的储氢密度（不考虑水用量），是最理想的水冲压发动机燃料[4-5]。……