纳米涂层材料建功多个领域

北京矿冶研究总院在对纳米锚粉深入研究的基础上，在开发出“纳米铝粉包覆的复合型镍铝涂层材料”之后，又研制成功了“纳米铝粉包覆的复合型系列涂层材料”。该系列涂层材料包括双组分中间化合物镍铝、三组分化合物镍铬铝、多组分化合物镍铬铝钴氧化钇、铁铬镍铝碳化钨等耐磨、耐蚀和耐高温的而层和底层材料，其特点是性能明显优于国外同类产品，而成本却显著的降低，     

包覆型铝粉颜料在水性涂料中的应用

以正硅酸乙酯(TEOS)和乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)为前驱物,通过溶胶-凝胶反应在铝颜料表面形成了一层致密的包覆层,再通过甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸(AA)的自由基聚合反应对铝颜料进行第二层包覆,制备了含亲水基团的包覆型铝粉颜料,以此包覆的铝颜料配制了水性铝粉涂料.研究了铝粉及交联剂的用量、涂料黏度和烘烤温度...     

纳米SiO2/Al复合粒子的制备

利用在活化微米金属铝粉表面包覆纳米SiO2致密膜的方法，以对推进剂燃烧具有催化作用的纳米膜取代了铝粉表面本身的惰性氧化层。分析了纳米膜包覆的形成机理，并以此制备了纳米SiO2／A1复合粒子。通过检测分析，发现包覆前后颗粒粒度变化不明显，包覆膜的厚度在10nm左右，与铝粉本身的氧化层厚度相当；发现复合颗粒表面有Si-O-Si反对称伸缩振动峰及Si-O-Si弯曲振动吸收峰，表明包覆膜为SiO2。     

纳米铝对RDX基炸药水下爆炸能量的影响

为了探索纳米铝对RDX基压装炸药的水下爆炸能量的影响,测试了含纳米铝、微米铝、以及纳米铝和微米铝级配的RDX基炸药水下爆炸能量,分析了其水下爆炸能量的变化规律。结果表明,RDX基压装炸药中,当单独使用纳米铝或微米铝时,纳米铝对炸药水下爆炸总能量的提高不如微米铝;当铝粉总质量分数为30%,且纳米铝和微米铝的质量比为1∶2时,水下爆炸总能量比单独使用微米铝时提高7%,说明纳米铝和微米铝合理级配能够提高铝粉的能量释放效率。当铝粉总质量分数为35%时,即使采用级配也无法提高含铝炸药的水下爆炸能量。     

化学镀法制备银包覆铝复合粉体

为了改善铝粉表面易氧化问题,采用置换反应对铝粉表面进行化学镀银,制备出包覆致密完整的镀银铝粉。利用扫描电子显微镜、X-射线能量色散光谱仪对粉体表面形貌及成分进行分析,利用析氢曲线分析粉体的包覆完整性。结果表明,铝粉表面包覆一层致密的银镀层。研究了镀液pH及NH4F质量浓度对粉体性能的影响,表明在接近中性条件下可以获得包覆完整的复合粉体,粉体银的质量随NH4F质量浓度增加而提高,随后缓慢下降。     

粉末涂料中易分散铝粉颜料的研究

针对铝粉颜料在粉末涂料中高添加量的情况下分散效果不佳、抗电压稳定性差、容易堵枪聚枪等缺点,对易分散铝粉颜料工业生产的关键技术进行了研究.通过对树脂种类、树脂包覆量及反应时间的选择性研究,确定了易分散铝粉颜料的生产工艺条件.以混合的活性树脂为包覆树脂,与致密硅包铝粉颜料的质量比为1∶1的情况下,反应4 h后,制得易分散铝...     

铝基核壳材料AP/Al的制备及性能研究

以AP和铝粉为原料,采用“AP预处理+表面沉积”两步法工艺制备了以铝粉为“壳”的铝基核壳材料AP/Al;采用SEM-EDS、粒度分析、密度测试等方法表征了AP/Al的表面形貌、元素分布、粒度分布和密度等物理特性,对比测试了铝基核壳材料AP/Al的感度性能、热分解性能、爆热及残渣活性铝含量并与AP/Al物理混合物进行了对比;运用Flynn-Wall-Ozawa方程计算了AP/Al物理混合物及铝基核壳材料AP/Al的分解活化能,并通过高速摄像机记录了铝基核壳材料AP/Al的燃烧特性。结果表明,铝基核壳材料AP/Al是以AP为“核芯”、铝粉为“壳”,密度为2.0485g/cm³的类球形颗粒;相比于物理混合物,铝基核壳材料AP/Al静电火光感度由27.94mJ提高至102.88mJ,AP低温分解和高温分解活化能分别提升10.9和9.0kJ/mol,爆热值未出现明显降低(物理混合物为9298.4J/g,铝基核壳材料AP/Al为9260.6J/g),但铝基核壳材料AP/Al残渣中活性铝质量分数降低90%以上;有别于传统铝粉燃烧的拖拽火焰,铝基核壳材料AP/Al燃烧时,铝液滴溅...     

含不同粒度铝粉的铝/冰燃料的燃烧特性

用微米铝粉逐级取代部分纳米铝粉制备铝/冰燃料,采用表面接触法和高速摄影技术研究了不同粒度铝粉改善铝/冰燃料燃烧特性的效果. 结果表明,随微米铝粉取代量增加,铝/冰燃料燃烧反应速率和剧烈程度均先提高后降低,微米铝粉取代量为30%(w)时,铝/冰燃料最高升温速率达6062.24℃/s,是纯纳米铝/冰燃料的3.8倍. 用微米铝粉取代部分纳米铝粉均不同程度提高铝/冰燃料的燃面传播速率,微米铝粉取代量约为20%(w)时燃烧性能最佳,燃面传播速率较纯纳米铝/冰燃料提高57.8%. 在分析实验结果的基础上,建立了铝/冰燃料的燃烧火焰模型.     

水性涂料用铝粉颜料的改性

分别以KH-550、丙烯酸树脂和两者的混合物对铝粉表面进行包覆改性,研究了不同包覆铝粉的耐酸性能,结果发现,以KH-550/丙烯酸树脂共同包覆的铝粉具有更好的耐酸性能。红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)分析表明,KH-550和丙烯酸树脂通过共聚反应在铝粉表面形成了保护膜。以此改性铝粉制备水性铝颜料,通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对其进行了表征,发现铝粉颜料呈片状,氧含量低(5.17%),具有较好的金属光泽。将此铝颜料用于水性无铬锌基涂料,所制备的涂料具有良好的金属光泽和耐腐蚀性。     

PDA包覆铝粉及其在HTPB中的分散稳定性

通过原位多巴胺(DA)聚合法在铝粉表面包覆聚多巴胺(PDA),制备了Al@PDA复合颗粒;采用SEM表征不同DA质量浓度下Al@PDA的表面形貌。用XRD测试铝粉包覆前后的晶型;采用XPS分析Al@PDA的表面元素组成;通过沉降法研究了铝粉和Al@PDA在HTPB中的分散稳定性;通过制备固化胶并切片取样观察固体颗粒在HTPB中的分散情况。结果表明,当DA质量浓度为3.5g/L时对铝粉的包覆效果最好,在铝粉表面形成牢固的PDA薄膜;包覆前后Al的晶型没有改变;XPS在Al@PDA表面检测到的C-OH、C=O组分和π-π共轭结构证实了PDA包覆层的存在。沉降24h后Al-HTPB体系出现分层,而Al@PDA-HTPB体系仍然颜色均一,表明Al@PDA在HTPB中的分散稳定性明显优于原料铝粉。     

含纳米铝粉的纳米NC纤维的制备

为了克服纳米铝粉在推进剂使用过程中分散不均匀的问题,采用静电纺丝技术制备了材料表面光滑、直径均匀、且纳米铝粉分散均匀的纳米NC纤维.用扫描电镜研究了含水率、溶液浓度、电压和挤出速率对纤维形态和直径的影响,得到静电纺丝最佳工艺条件:含水率为10%～15%,NC纺丝液质量分数5%～10%,电压25～30kV,挤出速率0.5...     

二元协同体系(KH570和正硅酸乙酯)对纳米片状铝粉表面改性及性能研究

为了提高纳米铝粉耐腐蚀性能,采用溶胶-凝胶法,通过正硅酸乙酯(TEOS)和硅烷偶联剂KH570两种改性剂,在弱碱性的条件下,对片状纳米铝粉进行表面改性,形成具有复合包覆层的Al-TE-KH粒子。利用XRD、扫描电镜和红外光谱对改性前后的铝粉进行微观表征分析,并且通过析氢实验来考查各个样品的耐腐蚀性能。结果表明:复合改性剂TE-KH能够在铝粉表面形成致密均匀的包覆层,并且耐腐蚀性能和抗沉降能力明显优于单个改性剂的作用。     

纳米科学技术进展和前景（Ⅳ）——兼论在化工新材料（含涂料）领域的应用

团聚－分散、吸附－脱附及纳米尺寸单元材料的烧结问题。纳米粒子表面修饰和包覆的研究目的应有明确的应用背景：制备纳米粒子防止粒子长大和解决团聚问题。包覆后的小粒子可以消除粒子表面的带电效应,防止团聚;在粒子表面形成一个势垒,使纳米粒子在制备烧结过程中（若用无机物包覆）,粒子不易长大;若用有机物包覆可使无机纳米粒子能与有机物润湿,若用有机物包覆可使无机纳米粒子能与有机物润湿,用于对塑料改性可以提高强度、韧性、使用温度、防水性等。     

纳米科学技术进展和前景(Ⅳ)——兼论在化工新材料(含涂料)领域的应用

３纳米材料研究的焦点⑴解决纳米材料制备的关键问题团聚－分散、吸附－脱附及纳米尺寸单元材料的烧结问题。纳米粒子表面修饰和包覆的研究目的应有明确的应用背景：制备纳米粒子防止粒子长大和解决团聚问题。包覆后的小粒子可以消除粒子表面的带电效应，防止团聚；在粒子表面形成一个势垒，使纳米粒子在制备烧结过程中（若用无机物包覆）粒子不易长大；若用有机物包覆可使无机纳米粒子能与有机物润湿，用于对塑料改性可以提高强度、韧性、使用温度、防水性等。例如：现已实现SiO２表面包覆有机物，TiO２表面包覆有机物或无机物。关键是要…     

黄绿色红外低发射率无光涂层的制备及表征

采用铁蓝包覆铝粉制备黄绿色红外低发射率聚氨酯无光涂层,用SEM及X射线衍射仪、红外发射率测试仪、色度仪、光泽仪分别对包覆铝粉的形态及成分、涂层的红外发射率、可见光颜色及光泽进行表征,结果表明:包覆铝粉不仅能降低涂层的光泽,而且能有效降低涂层在8~14μm波段的红外发射率。当包覆铝粉质量分数小于20%时,涂膜附着力和耐冲击性优良,当其用量达到20%~30%时,涂膜物理机械性能下降明显。相同颜色的包覆铝粉涂层和普通铝粉调色涂层对比发现,前者具有显著的低发射率特性,主要是因为包覆铝粉具有更低的金属颗粒间距和更高的电导率。     

铝锂合金燃料及其应用研究新进展

<正>铝粉用于含能材料已有近百年的历史,如何提高铝粉在含能材料中的燃烧效率一直是一个世界性的难题。锂是一种极为活泼的金属,理论热值达到铝的1.5倍,氧化反应速率也远远高于铝。将特定含量的锂与铝复合而制得的铝锂复合燃料,在理论上具有比铝粉更高的热值和反应活性,有望在炸药、固体推进剂和烟火药等含能材料中燃烧更快、更完全。美国东哈特福德联合航空公司研究实验室在1961年研究了铝锂合金粉在空气中的燃烧现象,发现由于锂的熔沸点远小于铝,合金粉中的铝在燃烧过程中更容易破碎,颗粒变小,从而提高了合金粉的燃烧效率。     

红外低发射率涂层的制备及表征

采用普鲁士蓝包覆片状铝粉制备了一种红外低发射率聚氨酯涂料,采用SEM、XRD、发射率测试仪、光泽仪等现代分析仪器分别对包覆型铝粉的微观组织形态,涂层结构、红外发射率、光泽、色彩进行表征和分析。结果表明:包覆型铝粉能降低涂层的光泽,同时有效削弱8~14μm波段的红外发射率;当包覆型铝粉质量份数50%时,涂层附着力和抗冲击性优良,当包覆型铝粉用量达到50%~60%时,涂层物理机械性能下降;对比相同色彩的包覆型铝粉涂层和普通铝粉调色涂层的红外发射率,前者具有显著的低发射率特性,其主要原因是包覆型铝粉涂层中的金属颜料间距小、电导率高。     

水性无机富铝涂料

论述了水溶性硅酸盐处理片状铝粉的技术和水性无机富铝涂料制备的方法.被处理的铝粉表面被反应物包覆,使单个铝粉粒子完全密封,从而使铝粉变得稳定.处理后的铝粉颜料,与成膜剂硅酸盐、固化剂、成膜助剂、改性添加剂等配制成贮存稳定、性能优异的水性硅酸盐无机富铝涂料(E02-4富铝).讨论了铝粉在硅酸钠中的反应机理和胶囊化模型.     

Al@GAP复合粒子对LLM-105热分解性能的影响

为防止铝粉在存储中氧化失活,同时为含铝炸药配方设计提供借鉴,采用聚叠氮缩水甘油醚(GAP)对不同尺寸Al粉(平均粒径分别为50nm和1~2μm)进行包覆改性,获得Al@GAP复合粒子;采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)表征其形貌;用差示扫描量热法(DSC)对不同质量比的(Al@GAP)/LLM-105混合体系的热分解过程进行了研究。结果表明,采用两步包覆法获得了不同尺寸Al粉表面包覆GAP的核壳结构复合粒子;相较于包覆前的微米级Al粉,加入GAP包覆的纳米Al粉后混合体系的热分解峰温明显降低;当Al粉质量分数大于10%时,GAP包覆后的(Al@GAP)/LLM-105混合体系的熵变(ΔS~≠)和焓变(ΔH~≠)较Al/LLM-105混合体系有所减小;(Al@GAP)/LLM-105混合体系的活化能、热爆炸临界温度及热力学参数ΔS~≠和ΔH~≠随纳米Al粉含量的增加而降低,当Al粉质量分数为30%时,较LLM-105分别降低4kJ/mol、3℃、4.3J/(mol·K)、4.2kJ/mol。     

纳米铝粉在炸药中的应用概述

纳米铝粉是一种具有较小的粒径、较大的比表面积、较高的化学活性和较快的反应速率的含能材料,可以明显地改善炸药的某些爆轰性能。介绍了国内外对含纳米铝粉炸药的研究进展,指出了下一步含纳米铝粉炸药研究工作的重点。