硅基纳米含能亚稳态复合物Si@PVDF/CL-20的制备及热分解特性

论文摘要

为提高复合纳米金属材料的能量利用率,采用静电喷雾工艺制备了不同硅质量分数（20%、30%和40%）的亚稳态含能分子间复合物Si@PVDF/CL-20,采用氧弹燃烧仪测试了不同质量比PVDF/CL-20复合物的燃烧热;采用SEM分析了PVDF/CL-20复合物的形貌特征,以及Si含量对Si@PVDF/CL-20复合颗粒形貌的影响;通过同步热分析仪DSC-TG研究了不同硅含量含能复合物的热行为,并计算了其热分解动力学参数。结果表明,当PVDF/CL-20质量比为1∶6时,放热量达到了最大值,可作为包覆纳米硅粉的最优含能复合物组成比例;SEM分析发现,当硅质量分数为30%时,其复合颗粒（即Si-30%@PVDF/CL-20）的球形度最好;随硅含量增加（如60%和80%）,硅沉积现象逐步加重,此时很难形成球形度较好的复合颗粒;DSC分析发现,硅质量分数为20%时,低升温速率下即可发生剧烈失控化学反应。随着硅含量进一步增加,硅粉对PVDF/CL-20复合物的分解影响较小;由Friedman方法计算得出不同硅含量复合物Si@PVDF/CL-20的表观活化能分别为470.6、182.1、91.7kJ/mol,其中Si-20%@PVDF/CL-20分解反应物理过程不遵循单一动力学机理,Si-30%@PVDF/CL-20和Si-40%@PVDF/CL-20分解过程则可用成核和核生长模型描述。

论文目录

引言

1 实验

1.1 材料与仪器

1.2 样品制备

1.2.1 溶剂选择

1.2.2 机械混合物PVDF/CL-20比例优化

1.2.3 机械混合物PVDF/Si、PVDF/CL-20/Si的制备

1.2.4 静电喷雾法制备Si@PVDF/CL-20

2 结果与讨论

2.1 形貌特征

2.1.1 溶剂比对PVDF/CL-20复合物形貌的影响

2.1.2 含量对Si@PVDF/CL-20形貌的影响

2.2 热分解特性

2.2.1 PVDF/CL-20的TG-DTG曲线

2.2.2 Si@PVDF/CL-20的TG-DTG曲线

2.2.3 PVDF/Si、PVDF/CL-20和Si@PVDF/CL-20的放热过程

2.3 Si@ PVDF/CL-20的动力学分析

2.3.1 主要反应的活化能

2.3.2 固相热反应的物理模型

3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 左蓓璘,梁秋金,张嘉玲,赵瑞卿,刘佩进,严启龙

关键词: 物理化学,燃烧热,复合纳米金属材料,纳米硅粉,静电喷雾,热分析,热分解动力学

来源: 火炸药学报 2019年06期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 燃料化工

单位: 西北工业大学燃烧热结构与内流场重点实验室

基金: 国家自然科学基金面上项目资助(No.51776176)

分类号: TQ560.1

DOI: 10.14077/j.issn.1007-7812.201908011

页码: 548-556

总页数: 9

文件大小: 4165K

下载量: 114

硅基纳米含能亚稳态复合物Si@PVDF/CL-20的制备及热分解特性

论文摘要

论文目录

文章来源

相关论文文献