一种微米级核壳型铝热剂及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112341300A(43)申请公布日2021.02.09(21)申请号202011250244.7C06D5/00(2006.01)(22)申请日2020.11.11(71)申请人西安近代化学研究所地址710065陕西省西安市雁塔区丈八东路168号(72)发明人姜一帆赵凤起安亭杨燕京李辉蒋周峰张明李娜张建侃(74)专利代理机构西安恒泰知识产权代理事务所61216代理人金艳婷(51)Int.Cl.C06B45/30(2006.01)C06B33/00(2006.01)C06B21/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图6页(54)发明名称一种微米级核壳型铝热剂及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种微米级核壳型铝热剂及其制备方法，首先将经过表面处理的微米级铝粉与十二烷基硫酸钠、金属铜盐或金属镍盐混合，加热至80～85℃后加入尿素溶液，在该温度条件下反应3～6h，得到前驱体；将前躯体在空气环境中、300～400℃条件下保温2～4h，获得微米级核壳型铝热剂。本发明方法制备的铝热剂由微米级铝颗粒核心和包覆在铝颗粒表面的金属氧化物壳体组成，壳体为片状金属氧化物组成的花状结构，金属氧化物为CuO或者NiO。本发明方法制备的铝热剂壳体为直立附着于铝表面的片状氧化铜或氧化镍形成的花球状结构，核壳结构均匀包覆、单分散、没有团聚，放热效率高，释能更加完全，有助于固体推进剂实际能量水平和释能效率的提升。CN112341300ACN112341300A权利要求书1/1页1.一种微米级核壳型铝热剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将经过表面处理的微米级铝粉与十二烷基硫酸钠、金属铜盐或金属镍盐混合，加热至80～85℃后加入尿素溶液，在该温度条件下反应3～6h，得到前驱体；所述铝粉与十二烷基硫酸钠的质量比为100～200:1，铝粉与金属铜盐或金属镍盐的质量比为2～16:1，尿素与金属铜盐或金属镍盐的质量比为2.5～20:1；步骤2，将步骤1的前躯体在空气环境中、300～400℃条件下保温2～4h，获得微米级核壳型铝热剂。2.如权利要求1所述的微米级核壳型铝热剂的制备方法，其特征在于，所述金属铜盐为硫酸铜、氯化铜、醋酸铜、硝酸铜中的任一种；所述金属镍盐为硫酸镍、氯化镍、醋酸镍、硝酸镍中的任一种。3.如权利要求1所述的微米级核壳型铝热剂的制备方法，其特征在于，所述铝粉颗粒的粒径为5～20μm。4.如权利要求1所述的微米级核壳型铝热剂的制备方法，其特征在于，所述前躯体加热条件具体为：在空气条件下，从室温开始，以5～20℃/min的升温速率加热至300～400℃。5.如权利要求1所述的微米级核壳型铝热剂的制备方法，其特征在于，铝粉的表面处理方法为：将铝粉加入蒸馏水中，超声、搅拌使其分散均匀，然后加入与蒸馏水等体积的碱溶液，搅拌反应5～15min后抽滤，用蒸馏水洗涤至中性；其中，碱溶液的浓度为0.1～0.3mol/L；碱溶液具体为NaOH溶液、KOH溶液、氨水溶液中的任一种。6.如权利要求1所述的微米级核壳型铝热剂的制备方法，其特征在于，所述铝粉与十二烷基硫酸钠的质量比为120:1，铝粉与金属铜盐或金属镍盐的质量比为4:1，尿素与金属铜盐或金属镍盐的质量比为5:1。7.如权利要求1所述的微米级核壳型铝热剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2的加热温度为350～400℃。8.一种根据权利要求1至7任一项制备方法制备的微米级核壳型铝热剂，该铝热剂包括微米级铝颗粒核心和包覆在铝颗粒表面的金属氧化物壳体，所述壳体为片状金属氧化物组成的花状结构；所述金属氧化物为CuO或者NiO。9.如权利要求8所述的微米级核壳型铝热剂，其特征在于，铝热剂的燃烧热值为18610～23858J/g。10.如权利要求8所述的微米级核壳型铝热剂，其特征在于，金属氧化物壳层质量与铝的质量比为1:6～50。2CN112341300A说明书1/6页一种微米级核壳型铝热剂及其制备方法技术领域[0001]本发明属于复合材料技术领域，涉及一种复合固体推进剂燃料或铝炸药，具体涉及一种微米级核壳型铝热剂及其制备方法。背景技术[0002]为了提高固体推进剂的能量水平，通常需要向配方中加入Al粉等高能燃料。然而，在生产、存储过程中Al粉表面通常包覆着一层致密的氧化物(Al2O3)，且Al在燃爆过程中形成的高熔点氧化物(如Al2O3熔点2320K)会阻止金属的进一步氧化，大大降低Al粉的氧化反应速率，导致Al粉释能效率偏低、燃烧性能差、能量难以充分释放、做功贡献小的问题，并最终使得推进剂的实测能量水平远低于设计值。将Al粉与金属氧化物复合形成铝热剂是提高Al粉燃烧性能和释能效率的有效手段。近年来，铝热剂广泛应用于推进剂、