超级铝热剂Al/Fe2O3的制备、表征及对环三亚甲基三硝胺热分解的影响

赵宁宁 贺翠翠 刘健冰 马海霞 安亭 赵凤起 胡荣祖

引用本文: 赵宁宁, 贺翠翠, 刘健冰, 马海霞, 安亭, 赵凤起, 胡荣祖. 超级铝热剂Al/Fe2O3的制备、表征及对环三亚甲基三硝胺热分解的影响[J]. 物理化学学报, 2013, 29(12): 2498-2504. doi: 10.3866/PKU.WHXB201310212 shu
Citation:  ZHAO Ning-Ning, HE Cui-Cui, LIU Jian-Bing, MA Hai-Xia, AN Ting, ZHAO Feng-Qi, HU Rong-Zu. Preparation and Characterization of Superthermite Al/Fe2O3 and Its Effect on Thermal Decomposition of Cyclotrimethylene Trinitramine[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2013, 29(12): 2498-2504. doi: 10.3866/PKU.WHXB201310212 shu

超级铝热剂Al/Fe2O3的制备、表征及对环三亚甲基三硝胺热分解的影响

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21073141, 21373161) (21073141, 21373161)

    教育部新世纪优秀人才支持计划基金(12-1047) (12-1047)

    高等学校博士学科点专项科研基金(20126101110009) (20126101110009)

    燃烧与爆炸技术重点实验室基金(9140C3501041001)资助项目 (9140C3501041001)

摘要:

采用水热法制备了中空短棒状纳米Fe2O3, 并用超声分散法将其与纳米Al 颗粒复合为单金属氧化基超级铝热剂. 利用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、扫描电镜及能量散射光谱仪(SEM-EDS)对样品进行表征. 并运用差示扫描量热法(DSC)对比研究了超级铝热剂Al/Fe2O3、Al 粉和纳米Fe2O3对环三亚甲基三硝胺(RDX)热分解特性的影响. 结果表明: 超级铝热剂的加入改变了RDX的热分解过程, 并加剧了RDX的二次气相反应; 随着超级铝热剂含量的增加, RDX的分解峰峰形发生了明显的改变; Al/Fe2O3、Al 粉和Fe2O3对RDX热分解的作用主要表现为二次分解峰逐渐明显且峰温降低.

English

    1. [1]

      (1) Valliappan, S.; Swiatkiewicz, J.; Puszynski, J. A. Powder Technol. 2005, 156, 164. doi: 10.1016/j.powtec.2005.04.027

      (1) Valliappan, S.; Swiatkiewicz, J.; Puszynski, J. A. Powder Technol. 2005, 156, 164. doi: 10.1016/j.powtec.2005.04.027

    2. [2]

      (2) Dreizin, E. L. Prog. Energ. Combust. 2009, 35, 141. doi: 10.1016/j.pecs.2008.09.001(2) Dreizin, E. L. Prog. Energ. Combust. 2009, 35, 141. doi: 10.1016/j.pecs.2008.09.001

    3. [3]

      (3) An, T.; Zhao, F. Q.; Xiao, L. B. Chin. J. Expls. Propell. 2010, 33 (3), 55. [安亭, 赵凤起, 肖立柏. 火炸药学报, 2010, 33 (3),55.](3) An, T.; Zhao, F. Q.; Xiao, L. B. Chin. J. Expls. Propell. 2010, 33 (3), 55. [安亭, 赵凤起, 肖立柏. 火炸药学报, 2010, 33 (3),55.]

    4. [4]

      (4) Siegert, B.; Comet, M.; Muller, O.; Pourroy, G.; Spitzer, D. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 19562. doi: 10.1021/jp1014737(4) Siegert, B.; Comet, M.; Muller, O.; Pourroy, G.; Spitzer, D. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 19562. doi: 10.1021/jp1014737

    5. [5]

      (5) Pamela, J.; Kaste, B. The Amptiac Newsletter 2004, 8 (4), 85.(5) Pamela, J.; Kaste, B. The Amptiac Newsletter 2004, 8 (4), 85.

    6. [6]

      (6) Miziolek, A.W. Oxford: Oxford University Press, 2003; pp 1-5.(6) Miziolek, A.W. Oxford: Oxford University Press, 2003; pp 1-5.

    7. [7]

      (7) Miziolek, A.W. The Amptica Newsletter 2002, 6 (1), 43.(7) Miziolek, A.W. The Amptica Newsletter 2002, 6 (1), 43.

    8. [8]

      (8) Zhou, L.; Piekiel, N.; Chowdhury, S.; Zachariah, M. R. J. Phys. Chem. C 2010, 114 (33), 14269. doi: 10.1021/jp101146a(8) Zhou, L.; Piekiel, N.; Chowdhury, S.; Zachariah, M. R. J. Phys. Chem. C 2010, 114 (33), 14269. doi: 10.1021/jp101146a

    9. [9]

      (9) Park, C. D.; Mileham, M.; van de Burgt, L. J.; Muller, E. A.;Stiegman, A. E. J. Phys. Chem. C 2010, 114 (6), 2814. doi: 10.1021/jp910274w(9) Park, C. D.; Mileham, M.; van de Burgt, L. J.; Muller, E. A.;Stiegman, A. E. J. Phys. Chem. C 2010, 114 (6), 2814. doi: 10.1021/jp910274w

    10. [10]

      (10) Wang, Y.; Li, F. S.; Jiang,W.; Zhang, X. F.; Guo, X. D.Initiators & Pyrotechnics 2008, 4, 11. [王毅, 李凤生, 姜炜, 张先锋, 郭效德. 火工品, 2008, 4, 11.](10) Wang, Y.; Li, F. S.; Jiang,W.; Zhang, X. F.; Guo, X. D.Initiators & Pyrotechnics 2008, 4, 11. [王毅, 李凤生, 姜炜, 张先锋, 郭效德. 火工品, 2008, 4, 11.]

    11. [11]

      (11) An, T.; Zhao, F. Q.; Pei, Q.; Xiao, L. B.; Xu, S. Y.; Gao, H. X.;Xing, X. L. Chin. J. Inorg. Chem. 2011, 27 (2), 231. [安亭,赵凤起, 裴庆, 肖立柏, 徐司雨, 高红旭, 邢晓玲. 无机化学学报, 2011, 27 (2), 231.](11) An, T.; Zhao, F. Q.; Pei, Q.; Xiao, L. B.; Xu, S. Y.; Gao, H. X.;Xing, X. L. Chin. J. Inorg. Chem. 2011, 27 (2), 231. [安亭,赵凤起, 裴庆, 肖立柏, 徐司雨, 高红旭, 邢晓玲. 无机化学学报, 2011, 27 (2), 231.]

    12. [12]

      (12) Alexandre, M.; Dubois, P. Mater. Sci. Eng. 2000, 28 (1), 1.(12) Alexandre, M.; Dubois, P. Mater. Sci. Eng. 2000, 28 (1), 1.

    13. [13]

      (13) Cheng, J. L.; Hng, H. H.; Ng, H. Y.; Soon, P. C.; Lee, Y.W.J. Phys. Chem. Solids 2010, 71 (2), 90. doi: 10.1016/j.jpcs.2009.08.017(13) Cheng, J. L.; Hng, H. H.; Ng, H. Y.; Soon, P. C.; Lee, Y.W.J. Phys. Chem. Solids 2010, 71 (2), 90. doi: 10.1016/j.jpcs.2009.08.017

    14. [14]

      (14) Tillotson, T. M.; Gash, A. E.; Simpson, R. L.; Hrubesh, L.W.;Satcher, J. H.; Poco, J. F. J. Non-Cryst. Solids 2001, 285 (1-3),338. doi: 10.1016/S0022-3093(01)00477-X(14) Tillotson, T. M.; Gash, A. E.; Simpson, R. L.; Hrubesh, L.W.;Satcher, J. H.; Poco, J. F. J. Non-Cryst. Solids 2001, 285 (1-3),338. doi: 10.1016/S0022-3093(01)00477-X

    15. [15]

      (15) Stiegman, A. E.; Park, C. D.; Mileham, M.; van de Burgt, L. J.;Kramer, M. P. Propell. Explos. Pyrot. 2009, 34 (4), 293. doi: 10.1002/prep.v34:4(15) Stiegman, A. E.; Park, C. D.; Mileham, M.; van de Burgt, L. J.;Kramer, M. P. Propell. Explos. Pyrot. 2009, 34 (4), 293. doi: 10.1002/prep.v34:4

    16. [16]

      (16) Wang, R. H.; Zhang, J. L.;Wang, J. Y.; Pan, J. J.; Zhang, J.Energy Mater. 2011, 19 (6), 739. [王瑞浩, 张景林, 王金英,潘军杰, 张俊.含能材料, 2011, 19 (6), 739.](16) Wang, R. H.; Zhang, J. L.;Wang, J. Y.; Pan, J. J.; Zhang, J.Energy Mater. 2011, 19 (6), 739. [王瑞浩, 张景林, 王金英,潘军杰, 张俊.含能材料, 2011, 19 (6), 739.]

    17. [17]

      (17) Liu, Z. R.; Liu, Y.; Fan, X. P.; Zhao, F. Q.; Yin, C. P. Chin. J. Expls. Propell. 2004, 27 (2), 63. [刘子如, 刘艳, 范夕萍,赵凤起, 阴翠梅. 火炸药学报, 2004, 27 (2), 63.](17) Liu, Z. R.; Liu, Y.; Fan, X. P.; Zhao, F. Q.; Yin, C. P. Chin. J. Expls. Propell. 2004, 27 (2), 63. [刘子如, 刘艳, 范夕萍,赵凤起, 阴翠梅. 火炸药学报, 2004, 27 (2), 63.]

    18. [18]

      (18) Jin, L. N.; Liu, Q.; Sun,W. Y. CrystEngComm 2012, 14 (22),7721.(18) Jin, L. N.; Liu, Q.; Sun,W. Y. CrystEngComm 2012, 14 (22),7721.

    19. [19]

      (19) Vargeese, A. A.; Muralidharan, K. Mater. Chem. Phys. 2013,139 (2-3), 537. doi: 10.1016/j.matchemphys.2013.01.054(19) Vargeese, A. A.; Muralidharan, K. Mater. Chem. Phys. 2013,139 (2-3), 537. doi: 10.1016/j.matchemphys.2013.01.054

    20. [20]

      (20) Spitzer, D.; Comet, M.; Baras, C.; Pichot, V.; Piazzon, N.J. Phys. Chem. Solids 2010, 71 (2), 100. doi: 10.1016/j.jpcs.2009.09.010(20) Spitzer, D.; Comet, M.; Baras, C.; Pichot, V.; Piazzon, N.J. Phys. Chem. Solids 2010, 71 (2), 100. doi: 10.1016/j.jpcs.2009.09.010

    21. [21]

      (21) Hong,W. L.; Liu, J. H.; Chen, P.; Tian, D. Y.; Zhao, F. Q. J. Propul. Techn. 2001, 22 (3), 254. [洪伟良, 刘剑洪, 陈沛,田德余, 赵凤起. 推进技术, 2001, 22 (3), 254.](21) Hong,W. L.; Liu, J. H.; Chen, P.; Tian, D. Y.; Zhao, F. Q. J. Propul. Techn. 2001, 22 (3), 254. [洪伟良, 刘剑洪, 陈沛,田德余, 赵凤起. 推进技术, 2001, 22 (3), 254.]

    22. [22]

      (22) Apte, S. K.; Naik, S. D.; Sonawane, R. S.; Kalew, B. B. J. Am. Ceram. Soc. 2007, 90 (2), 412. doi: 10.1111/jace.2007.90.issue-2(22) Apte, S. K.; Naik, S. D.; Sonawane, R. S.; Kalew, B. B. J. Am. Ceram. Soc. 2007, 90 (2), 412. doi: 10.1111/jace.2007.90.issue-2

    23. [23]

      (23) Jing, Z. H.;Wang, Y.;Wu, S. H. Chin. J. Inorg. Chem. 2005, 21 (1), 145. [景志红, 王燕, 吴世华. 无机化学学报, 2005, 21 (1), 145.](23) Jing, Z. H.;Wang, Y.;Wu, S. H. Chin. J. Inorg. Chem. 2005, 21 (1), 145. [景志红, 王燕, 吴世华. 无机化学学报, 2005, 21 (1), 145.]

    24. [24]

      (24) Wei, Z. X.;Wei, L.; ng, L.;Wang, Y.; Hu, C.W. J. Hazard. Mater. 2010, 177 (1-3), 554. doi: 10.1016/j.jhazmat.2009.12.068(24) Wei, Z. X.;Wei, L.; ng, L.;Wang, Y.; Hu, C.W. J. Hazard. Mater. 2010, 177 (1-3), 554. doi: 10.1016/j.jhazmat.2009.12.068

    25. [25]

      (25) Long, G. T.; Vyazovkin, S.; Brems, B. A.;Wight, C. A. J. Phys. Chem. B 2000, 104 (11), 2570. doi: 10.1021/jp993334n(25) Long, G. T.; Vyazovkin, S.; Brems, B. A.;Wight, C. A. J. Phys. Chem. B 2000, 104 (11), 2570. doi: 10.1021/jp993334n

    26. [26]

      (26) An, T.; Cao, H. Q.; Zhao, F. Q.; Ren, X. N.; Tian, D. Y.; Xu, S.Y.; Gao, H. X.; Tan, Y.; Xiao, L. B. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012,28 (9), 2202. [安亭, 曹慧群, 赵凤起, 任晓宁, 田德余, 徐司雨, 高红旭, 谭艺, 肖立柏. 物理化学学报, 2012, 28 (9),2202.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201206292(26) An, T.; Cao, H. Q.; Zhao, F. Q.; Ren, X. N.; Tian, D. Y.; Xu, S.Y.; Gao, H. X.; Tan, Y.; Xiao, L. B. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012,28 (9), 2202. [安亭, 曹慧群, 赵凤起, 任晓宁, 田德余, 徐司雨, 高红旭, 谭艺, 肖立柏. 物理化学学报, 2012, 28 (9),2202.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201206292

    27. [27]

      (27) Zhu, Y. L.; Huang, H.; Ren, H.; Jiao, Q. J. J. Energ. Mater.2013, 31 (3), 178. doi: 10.1080/07370652.2012.688788(27) Zhu, Y. L.; Huang, H.; Ren, H.; Jiao, Q. J. J. Energ. Mater.2013, 31 (3), 178. doi: 10.1080/07370652.2012.688788

    28. [28]

      (28) Yang, Y.; Xu, J. H.; Luo, F. S.; Han, A. J.; Li, F. S. Chin. J. Expls. Propell. 2002, 25 (1), 29. [杨毅, 徐建华, 罗付生, 韩爱军, 李凤生. 火炸药学报, 2002, 25 (1), 29.](28) Yang, Y.; Xu, J. H.; Luo, F. S.; Han, A. J.; Li, F. S. Chin. J. Expls. Propell. 2002, 25 (1), 29. [杨毅, 徐建华, 罗付生, 韩爱军, 李凤生. 火炸药学报, 2002, 25 (1), 29.]

    29. [29]

      (29) Yao, L. N.; Feng, X. S.; Zhao, S. X.;Wang, C. L.;Wang, S. P.Chin. J. Expls. Propell. 2012, 35 (4), 15. [姚李娜, 封雪松, 赵省向, 王彩玲, 王淑萍. 火炸药学报, 2012, 35 (4), 15.](29) Yao, L. N.; Feng, X. S.; Zhao, S. X.;Wang, C. L.;Wang, S. P.Chin. J. Expls. Propell. 2012, 35 (4), 15. [姚李娜, 封雪松, 赵省向, 王彩玲, 王淑萍. 火炸药学报, 2012, 35 (4), 15.]

    30. [30]

      (30) Zhao,W. Z.; Zheng, H. Y.; Lin, B. L. Chin. J. Expls. Propell.2008, 31 (5), 69. [赵文忠, 郑邯勇, 林碧亮. 火炸药学报,2008, 31 (5), 69.]

      (30) Zhao,W. Z.; Zheng, H. Y.; Lin, B. L. Chin. J. Expls. Propell.2008, 31 (5), 69. [赵文忠, 郑邯勇, 林碧亮. 火炸药学报,2008, 31 (5), 69.]

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  • 发布日期:  2013-11-28
  • 收稿日期:  2013-06-12
  • 网络出版日期:  2013-10-21
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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