纳米Fe3O4磁性液体的实验制备及其应用研究

采用有氧开放的化学共沉法,选择合适的摩尔比、pH 值、反应浓度、反应温度、反应时间,实验制备出低成本的Fe_3O_4纳米磁性微粒,突破了无氧密闭的传统工艺。以聚α-烯烃合成油(PAO)为基液,选取适配的表面活性剂(PG-3),制备出了低挥发度、多粘度级别的实用化的纳米四氧化三铁聚α-烯烃合成油基磁性液体。应用于扬声器中,显著提高了扬声器线圈的散热效果。     

Al/Fe2O3/PTFE材料压缩力学性能与冲击反应特性

为研究铝/三氧化二铁/聚四氟乙烯(Al/Fe_2O_3/PTFE)材料在准静态压缩情况下的力学性能和落锤冲击条件下的反应特性,在Al/Fe_2O_3基础上加入不同体积分数的PTFE作为粘合剂,制备了多功能结构性Al/Fe_2O_3/PTFE含能材料,并用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对材料进行了表征。结果表明,在准静态压缩条件下,随着PTFE含量的增加,材料的压缩强度、应变硬化模量、屈服强度、密度以及最大真实应变逐渐增大。当PTFE体积分数由40%增加到80%时,复合材料的强度由16 MPa逐渐上升到87 MPa。在落锤冲击条件下,PTFE体积分数为40%和60%的Al/Fe_2O_3/PTFE复合材料均能在落锤冲击下发生剧烈爆炸和燃烧,而加入80%PTFE的复合材料在高速摄影下也仅观察到微弱的火星,反应十分微弱。随着PTFE的增加,复合材料的感度逐渐降低,特性落高分别为55,58 cm和85 cm,发火延时分别为50,100μs和200μs。40%PTFE含量的Al/Fe_2O_3/PTFE复合材料落锤冲击后产物为AlF_3、Al_2O_3、FeF_2和炭黑,证实了铝热反应的发生,FeF_2不是PTFE与Fe_2O_3反应的产物,而是由铝热反应产生的Fe与PTFE分解产物之间的化学反应产生的。     

纳米Fe3O4的制备及其对发烟剂性能的影响

采用化学共沉淀法制备了纳米Fe3O4粒子,以微米Fe3O4、微米TiO2、纳米TiO2/Fe3O4及纳米Fe3O4为氧化剂配制了不同的发烟剂.采用XRD、DTA、红外透过率测试等方法对纳米Fe3O4及发烟剂的性能进行了表征,研究了发烟剂的燃烧性能和红外消光性能.结果表明,与常规氧化剂相比,纳米Fe3O4作氧化剂的发烟剂放热峰温前移,燃烧热变小,燃速加快,红外消光性能有一定提高.纳米Fe3O4用于发烟剂中氧化剂,有助于提高发烟剂的燃烧性能和红外消光性能.     

MIC材料Fe2O3/Al对AP的热分解影响研究

为了改善高氯酸铵(AP)的热分解性能,采用溶胶凝胶法将MIC材料(w Fe₂O₃:w Al=3:1)与AP进行复合,采用SEM、XRD、红外光谱对其形貌进行表征,并通过DSC研究MIC材料(Fe2O3/Al)对AP热分解的催化性能。结果表明：MIC(Fe₂O₃/Al)粒子复合在AP表面,且粒子尺寸大部分为纳米级别;与原料AP相比,加入MIC材料(Fe₂O₃/Al)后,AP的低温分解峰与高温分解峰重合,使AP热分解过程只出现1个分解峰,表明复合MIC材料(Fe2O3/Al)对AP的热分解有明显的催化作用,且复合样品的放热比原料AP更加集中。与原料AP的高温分解峰温相比,加入质量比5%、10%、15%、20%MIC材料(Fe₂O₃/Al)的复合样品分解峰温分别降低了65.7℃、75.9℃、78℃、79.7℃。     

坦克周视镜磁性液体密封的设计与实验研究

坦克周视镜的密封一直是一个难题,为了解决这一密封问题,采用了磁性液体密封,根据要求设计了磁性液体密封的具体结构,计算了密封间隙内磁场的大小及其分布,从理论上分析了磁性液体密封结构的耐压能力.实验结果表明,所设计的磁性液体密封结构合理,在耐压实验、高温实验、低温实验、盐雾实验、淋雨实验、湿热实验等条件下密封性能良好.     

CNTs负载Fe2O3的制备及催化氧化剂的热分解研究

采用液相沉淀法制备了沉积于碳纳米管(CNTs)表面的Fe2O3纳米粒子(CNTs/Fe2O3),用透射电子显微镜(TEM)、光电子能谱仪(XPS)和X射线衍射仪(XRD)对其进行了表征。研究了CNTs/Fe2O3纳米粒子对高氯酸铵(AP)、二硝酰胺铵(ADN)和硝酸铵(AN)的催化热分解。结果表明,CNTs表面上均匀地负载了平均粒径为22nm的α-Fe2O3。添加了1%、3%和5%CNTs/Fe2O3纳米粒子的AP的初始分解温度分别降低了33.7,40,50.8℃,热分解峰温分别降低了14.7,22.9,26.4℃。添加1%CNTs/Fe2O3纳米粒子的ADN和AN的初始分解温度分别降低了12.1,3.6℃,热分解峰温分别降低了18.6,6.6℃。     

CoFe2O4/g-C3N4对HMX和TKX-50的催化分解特性

为了防止铁酸钴（CoFe₂O₄）纳米颗粒团聚,提高其对奥克托今（HMX）和哈托（TKX-50）的催化分解性能,采用类石墨氮化碳（g-C₃N₄）作为CoFe₂O₄纳米颗粒的分散剂载体,通过溶剂热法原位生长制备了CoFe₂O₄/g-C₃N₄二元纳米复合材料,并利用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪以及差示扫描量热仪等研究了其组成、结构形貌及催化分解性能。结果表明,CoFe₂O₄/g-C₃N₄复合材料形貌均匀密实,使HMX和TKX-50的热分解峰温分别降低了7.0 ℃和41.3 ℃,表观活化能分别降低了341.1 kJ·mol^-1和21.0 kJ·mol^-1,同时增大了其放热量。残渣分析结果发现HMX几乎完全被催化分解,而TKX-50催化分解不彻底,其残渣和CoFe₂O₄/g-C₃N₄形成了微米级块状混合物。     

Fe2O3/BAl纳米复合含能材料的制备及性能研究

利用溶胶-凝胶法制备了Fe2O3/BAl纳米复合含能材料,用SEM、XRD、DSC等方法对Fe2O3/BAl复合含能材料的微观形貌、结构以及热力学性能进行了研究。结果表明:Fe2O3紧密包覆在B粉和纳米Al颗粒表面;与普通Fe2O3/Al铝热剂相比,溶胶-凝胶法制备的Fe2O3/BAl纳米复合含能材料具有更好的点火特性。     

磁铁矿(Fe3O4)纳米粒子与常用爆炸物的热相容性研究(英)

利用氧化-沉淀法成功制备出了磁铁矿纳米粒子,经过XRD技术表征,磁铁矿纳米粒子的平均直径约为50 nm,粒径分布狭窄.使用DSC技术研究了平均直径为50 nm的磁铁矿纳米粒子与常用的爆炸物高氯酸钾（PP）,六硝基芪、 （HNS）,奥克托今（HMX）和二苦氨基二硝基吡啶（PYX）的热相容性,得到有意义的结论.实验表明,50 nm左右的磁铁矿纳米粒子与PP及PYX热相容,与HNS不相容,与HMX严重不相容.     

添加纳米Fe3O4的聚α-烯烃合成油基磁性液体抗磨性能研究

采用化学共沉法制备Fe304纳米磁性微粒,以油酸为表面活性剂修饰纳米Fe304,用超声波将其充分分散于配伍的聚α一烯烃合成油中,制备出纳米颗粒在润滑油中能保持长期分散稳定的磁性液体。在4球摩擦试验机上评价含不同质量分数纳米Fe304的磁性液体抗磨性能。在改进的环块摩擦试验机上评价不同外加磁感应强度下磁性液体的抗磨性能。结果表明,磁性液体比其载液聚α一烯烃合成油的抗磨性能明显提高,外加磁场也使磁性液体抗磨性能明显提高。     

纳米Fe2O3对钨系延期药燃烧性能的影响

为了研究纳米Fe2O3对钨系延期药燃烧性能的影响,配制了0#(基药)、1#(外加2%普通Fe2O3)和2#(外加2%纳米Fe2O3)三组药剂进行燃速测试。结果表明,与0#相比,1#和2#的燃烧速度改变不大,但1#和2#的燃速标准差分别下降了29%和47%,相对误差分别下降了35%和51%。为了探索其中的原因,用TG-DTA对三组药剂进行测试,结果表明普通Fe2O3和纳米Fe2O3对钨系延期药热性能的影响相似,可以改变反应历程,降低发火温度约10℃,并能减少气体产物。     

Al/Fe2O3纳米铝热剂界面结构和稳定性的周期性密度泛函理论研究

纳米铝热剂是一类应用广泛的含能复合材料,系统研究其界面结构与性能的关系,对制备性能更优的新型铝热剂有重要指导意义。采用周期性密度泛函理论方法研究了Fe₂O₃(104)和Fe₂O₃(110)表面的结构、表面能以及由它们与Al(111)表面构成的Al/Fe₂O₃界面(AFS1、AFS2、AFS3、AFS4和AFS5)的结构、黏附功和键合特征。结果表明,Fe₂O₃(104)和Fe₂O₃(110)的O原子暴露表面更稳定,它们与Al(111)构成的界面AFS1和AFS5在所研究的5种界面中也最稳定,分别具有最大的黏附功(3.92 J·m^-2和3.02 J·m^-2),且AFS1比AFS5更稳定。在这两种最稳定的界面中,Al原子都是堆积在Fe₂O₃表面O原子的顶位,界面键合主要是通过Al-O离子键...     

大直径大间隙磁性液体静密封的实验研究

某些特殊的应用场合尤其是军工领域中需要使用磁性液体来解决大直径大间隙条件下的静密封问题。本文设计并组装了磁性液体"O"形圈的直径大于390 mm,间隙分别为1.1 mm,1.5mm,2.0 mm和2.5 mm的磁性液体静密封结构以及对其进行耐压实验的实验台。在该实验台上,分别测量了不同间隙的密封结构在多种磁性液体注入量下的密封耐压值,使用不同的磁性液体时的耐压值以及不同温度下的耐压值。结果表明:对应于4种密封间隙,本密封结构的最大耐压值分别为通常情况下耐压值的20%,13%,8%和4%,合适的磁性液体注入量分别为70 mL,70 mL,120mL和120 mL;且在温度范围为20~120℃的条件下工作时对温度变化不敏感。     

Zr/Pb3O4微胶囊化的制备及其性能

为了提高锆/四氧化三铅(Zr/Pb₃O₄)混合药剂的混合均匀性和工艺安全性,以海藻酸钠(SA)为微胶囊黏合剂,通过液相连续流混合,在水相中利用SA与Ca²⁺交联生成海藻酸钙(CA)凝胶,制备了CA/Zr/Pb₃O₄微胶囊。对CA/Zr/Pb₃O₄微胶囊和传统工艺制备的NC/Zr/Pb₃O₄颗粒进行形貌、粒度、球形度、流散性以及假密度等表征,表明CA/Zr/Pb₃O₄微胶囊平均粒径为517.10μm,方差为44.21μm,球形度为0.90,安息角为27.44°,粒径均一,球形度良好,流散性好。对CA/Zr/Pb₃O₄微胶囊进行火焰感度、燃速、火焰长度以及感度测试,表明CA/Zr/Pb₃O₄微胶囊火焰感度为65.38 mm,低于Zr/Pb₃O<...     

磁铁矿(Fe3O4)纳米粒子与常用爆炸物的热相容性研究(Ⅱ)（英）

利用氧化-沉淀法成功制备出了磁铁矿纳米粒子,经过XRD技术表征,磁铁矿纳米粒子的平均直径约为45 nm,粒径分布狭窄。使用DSC技术研究了平均直径为45 nm的磁铁矿纳米粒子与常用的爆炸物黑索金(RDX),高氯酸三碳酰肼合镉(GTG),4,6-二硝基苯并氧化呋咱钾(KDNBF)和季戊四醇四硝酸酯(PETN)的热相容性。实验表明45 nm左右的磁铁矿纳米粒子与KDNBF热相容,与RDX及PETN不相容,与GTG严重不相容。     

无水硝酸中N2O4和N2O5含量的分析

采用滴定法和滴定与核磁共振(NMR)谱相结合的方法分析了N2O4N2O5HNO3体系各组分的含量,并对滴定法和滴定与NMR谱相结合法的分析结果进行了比较,研究了不同的氧化剂、取样方式以及不同的溶剂对分析结果的影响。结果表明滴定法和滴定与核磁共振光谱相结合法分析N2O4N2O5HNO3体系是可行的。硫酸铈作为氧化剂较高锰酸钾作为氧化剂的分析结果准确度高;安瓿球取样较移液管取样分析结果准确;纯水作为溶剂较氢氧化钠作为溶剂的分析结果的重现性好、准确度高。     

基于磁性液体磁致伸缩的微位移驱动实验研究

固体的铁磁性材料在磁场作用下有磁致伸缩效应。基于梯度磁场可改变有强磁化特性磁性液体的内压强,从而可改变磁性液体体积的设想,设计制造了一个梯度磁场作用于磁性液体的微位移驱动器,并利用光杠杆放大原理测量它的微位移量。结果表明:基于磁性液体磁致伸缩的微位移驱动器输入电流和输出微位移有较好的线性关系,为微位移驱动器研制提供了一条新的途径。     

球磨法制备Fe2O3掺杂纳米铝热剂及其燃烧性能（英）

近年来,广大学者已经研究了多种方法来制备纳米铝热剂和改善其燃烧性能。本研究分别采用原位球磨法和超声共混法成功制备了两种含Fe2O3纳米铝热剂。通过热重分析(TGA)、函数拟合、X射线衍射(XRD)、接触角测试、扫描电子显微镜测试(SEM)、高速摄像实验和红外温度测量充分表征了所制备产品的形貌和性能。结果表明,通过原位球磨法制备的Fe2O3掺杂的纳米铝热剂的性能要优于超声共混法制备的铝热剂。通过对Fe2O3掺杂量的筛选发现,原位球磨法制备的纳米铝热剂的Fe2O3最优掺杂量为17%,该产物每100℃最大增重百分比为13.1%。与超声共混法制备的纳米铝热剂相比,原位球磨法制备的纳米铝热剂的加热电压和初始燃烧温度分别降至12 V和600℃。此外,原位球磨法制备的纳米铝热剂的燃烧火焰更稳定和均匀。     

NH4NO3和NH4ClO4的绝热分解研究

用加速热量仪研究了硝酸铵和高氯酸铵的热分解过程,得到了它们的绝热分解温度和压力随时间的变化曲线,并分别计算了这两种物质的动力学参数表观活化能和指前因子。     

掺杂La2O3的Al/CuO铝热剂的反应特性

为了研究La₂O₃对Al/CuO铝热剂反应特性的影响,采用机械混合法制备了不同氧平衡状态,即当量比(φ)分别为1.0,1.4和1.8下的Al/CuO铝热剂,并分别掺杂2%,5%,10%,20%和30%的La₂O₃。利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线能谱仪(EDS)、X-射线衍射仪(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)分别对未掺杂和掺杂La₂O₃的Al/CuO铝热剂的微观形貌、元素种类、物相以及放热过程进行了研究,采用燃烧管实验、T-jump快速升温点火实验和密闭爆发器实验对其燃烧特性和产气性能进行了对比分析。结果表明,零氧平衡状态(φ=1.4)下,掺杂La₂O₃的Al/CuO铝热剂发生铝热反应的起始温度和峰值温度明显低于未掺杂La₂O₃的Al/CuO铝热剂;掺杂2%La₂O₃的Al/CuO铝热剂放热量为1772 J·g