Sn-Ag-Cu无铅焊锡粉末雾化工艺参数的优化

利用自行设计的超音速雾化制粉装置,通过正交实验法对Sn3Ag2.8Cu无铅焊锡粉末的雾化工艺参数进行优化,研究合金过热度和导液管内径对Sn3Ag2.8Cu无铅焊锡粉末有效雾化率、平均粒径、粒度分布及氧含量的影响。结果表明:过热度对无铅焊锡雾化粉末的平均粒径和氧含量影响更大;导液管内径对无铅焊锡雾化粉末有效雾化率和离散度影响更大。当过热度为250℃,导液管内径为3mm,雾化粉末具有更好的综合性能。在与Cu基板的钎焊中,和Sn37Pb粉末相比,利用Sn3Ag2.8Cu粉末配制的焊锡膏与铜基板之间形成的IMC层更厚,且更不规则。     

铝合金表面耐磨涂层的制备研究

采用气雾化工艺研究制备Fe Ni Cr BSi合金粉末,并通过HVOF工艺在铝合金表面制备耐磨涂层,涂层最大厚度可达3.0 mm。用金相显微镜、激光粒度仪以及维氏显微硬度仪等分析粉末颗粒的形貌、粒度分布、显微硬度以及涂层的表面形貌、内部组织和显微硬度。结果表明:不同雾化工艺对合金粉末的粒度分布影响较大,当雾化温度及压力分别为1 500℃、3.5 MPa时,所制得的粉末平均粒径为13.3μm,且粒度分布合理,颗粒表面光滑、形状规则,采用该粉末制备的HVOF耐磨涂层孔隙率为1.23%,内部组织以针状马氏体为主,硬度高达635HV0.3。     

快速凝固铝合金超声气体雾化工艺的研究

本文研究了超声气动雾化装置的雾化工艺参数:液态金属温度和雾化介质压力以及雾化器几何参数对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金快速凝固粉末粒度分布和外观形貌的影响。并探讨了铝合金粉末粒度大小与冷却速度的关系。 结果表明,用超声雾化装置制取的快速凝固铝合金粉末,在液态金属温度为820℃,雾化介质压力为3MPa工艺条件下,可获得90％以上的粒度为40～200μm球形粉末。其冷却速度达10~3～10~5K/S。     

球形化HMX制备及性能研究

对溶剂侵蚀法进行了改进,获得了一种能够制备表面光滑球形HMX晶体颗粒的方法。用光学显微镜、扫描电镜和激光粒度仪表征了球形HMX的粒度和形貌,采用差示扫描量热法(DSC)比较了球形化前后HMX的热性能,用标准容器法和压缩刚度法分别测试了球形化前后HMX晶体的堆积密度和力学性能。研究结果表明,球形化后HMX呈球形度高,表面光滑,该方法不改变原有HMX的颗粒粒径分布,对热性能和机械感度未产生影响,但可将松装堆积密度提高13%以上,力学性能也得到了明显改善。     

镁含量对离心雾化铝镁合金粉反应性能的影响

为研究镁(Mg)含量对系列离心雾化铝镁(Al?Mg)合金粉性能的影响,选用不同Al与Mg质量投料比(70:30、50:50、30:70)的离心雾化Al?Mg合金粉(Al?Mg30、Al?Mg50、Al?Mg70),采用粒度分布仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)和热重分析?差示扫描量热法(TG?DSC)对合金粉进行粒度、形貌、物相和动力学研究.同时在71℃热氧化作用下,研究不同Mg含量对合金活性的影响.结果表明,3种Al?Mg合金粉粒度分布均匀,形貌规整,具有良好的球形度.Al?Mg30,Al?Mg50合金粉都为枝晶组织,Al?Mg70是由α固溶体和枝状析出相组成;Al?Mg合金粉物相主要是α?Al,β?Al3Mg2和γ?Al12Mg17,且随着Mg含量的增加,合金化合物中β?Al3Mg2相逐渐减少,γ?Al12Mg17相逐渐增多,失活率逐渐增高,且所有Al?Mg合金粉失活率在48 h以后基本保持不变.TG?DSC结果表明,随着Mg含量的增加,合金粉的初始放热温度逐渐减小,活化能也逐渐减小,反应速率逐渐加快,3种Al?Mg合金增重比例均大于相同粒径的Mg粉(53.02％)和Al粉(8.65％).激光点火结果表明,3种Al?Mg合金粉点火延迟时间远短于单质Al,且在燃烧过程中存在微爆现象,可显著缩短燃烧时间,且随着Mg含量增加,燃烧时间逐渐变短.     

基于气流粉碎法的超细类球形高氯酸铵批量制备及其表征

利用经过改进的气流粉碎机直接制备了超细类球形高氯酸铵(AP)粒子,通过扫描电子显微镜、激光干法粒度仪、傅里叶红外光谱仪和X射线衍射仪表征了原料AP、超细非球形AP和超细类球形AP 的形貌、粒度、样品成分和晶体结构。对同粒度超细类球形AP与非球形AP粒子的热分解性能、机械感度、堆积密度、吸湿性与结块性进行了测试。结果表明,利用气流粉碎法直接制备的超细AP粒子基本为类球形,粒度大约2 μm,粒度均匀,表面光滑无缺陷,且分散性良好,过程无杂质引入。球形化后AP粒子相比同粒度非球形AP粒子：热稳定性略微提高,撞击感度降低37.6%,摩擦感度降低26.7%;松装堆积密度提高了10.7%,振实密度提高了24%;吸湿与结块性明显改善。     

机械研磨制备球形超细CL-20

选用三种不同密度的研磨球,采用物理研磨法制备了球形超细CL-20颗粒,介绍了研磨细化装置的工作原理,分析了研磨球密度和研磨时间对超细CL-20的平均粒度、粒度分布和球形度的影响; 并对球形超细CL-20的性能进行了测试。结果表明,采用低密度球研磨所得超细CL-20呈类球形,机械感度显著降低,热稳定性优于原料CL-20,研磨前后CL-20同为ε-型,晶型保持不变; 高密度研磨球仅对物料细化作用明显,低密度研磨球细化物料的同时对物料圆滑效果良好,所得球形度可达0.9,粒度均匀,分布集中。     

球形Al-Si合金燃料的制备及其反应特性

针对推进剂、混合炸药对新型金属合金燃料的使用需求,采用绝氧-闭环高速离心雾化法制备了Si含量分别为12%和20%球形Al-Si合金燃料(Al-12Si和Al-20Si)。采用扫描电镜(SEM)、X-射线粉末衍射(XRD)、金相分析对合金燃料的结构及组成进行了表征,采用氧弹量热仪、热重与差示扫描量热联用(TG-DSC)对燃料的燃烧热和热氧化特性进行了研究,在550,620,1000℃及1200℃下原位取样测试了Al-20Si热氧化产物的形貌及组成。结果表明,Al-Si合金燃料为典型的球形壳核结构,表面主要是由初晶Si片组成的"壳",其尺寸随合金燃料粒度的增大而增大,内部是网状Si骨架立体结构。Al-12Si的燃烧热为29.285 kJ·g~(-1),热氧化反应至1200℃增重为51.17%;Al-20Si的燃烧热为29.039 kJ·g~(-1),热氧化反应至1200℃增重为43.33%。     

球形Al-25W合金燃料粉末的氧化行为与能量性能

为了获得热氧化与能量释放性能优异的新型合金燃料,采用铝热还原与超高温气雾化结合的方法,制备了球形铝钨合金燃料粉末(Al-25W),对其物相结构、氧化行为及能量性能进行了研究。结果表明,球形Al-25W合金粉末颗粒内部的亚稳态Al/W合金相均匀分布在单质Al基体中,且通过稳定化处理后亚稳态Al/W合金相转变为Al12W相,并对外释放能量。球形Al-25W合金粉末具有比单质Al粉更高的氧化放热量与氧化增重,能在1400℃空气中完全氧化,且W原子全部氧化为WO₃并以气态形式挥发,残留氧化产物仅为Al₂O₃。球形Al-25W合金粉末的实测体积燃烧焓超过单质Al粉的理论体积燃烧焓(83000 J·cm^-3),可达(83132.1±608.5) J·cm^-3,且剧烈燃烧时生成气态燃烧产物WO₃。     

颗粒级配提高球形银粉振实密度的研究

以链烷醇胺为分散剂,用对苯二酚C6H4(OH)2还原硝酸银,通过调节硝酸银浓度、还原剂配比以及分散剂添加量等工艺参数实现对银粉粒径的控制。用扫描电镜(SEM)表征银粉的形貌、球形度和分散性;用激光粒度分布仪测试不同粒径银粉的粒度分布;参照GB 5162-85测试不同粒径粉体和级配后粉体的振实密度。结果表明:制备的银粉表面粗糙度低、球形度和密实度高,其流动性随粒径的减小变差,振实密度随之减小。合适的颗粒级配能有效提高粉体的振实密度,其最大值达到4.75 g/cm^3。     

EIGA雾化喷嘴对氩气-钛粉两相流模拟研究

为研究EIGA雾化喷嘴对氩气-钛粉两相流影响,用多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics 5.5模拟不同结构参数下两相流的流速、气压、分布。结果表明:钛熔滴雾化与反吹、钛粉回流受拉瓦尔喷管放置高度与导流管出口宽度影响。最佳结构参数即放置高度为-1 mm,出口宽度为1.1 mm,钛熔滴雾化点最高,钛粉粒径最小,涡流与钛熔滴反吹最弱,钛粉回流数量与高度最小。     

黑索今粉末粒径对快速反应特性的影响

利用激波管技术及光谱技术研究了粉状黑索今（ＲＤＸ）粒径对其快速反应特性的影响。结果表明：不同粒径的ＲＤＸ快速反应都是Ｎ－Ｎ键先断裂，然后生成ＣＨ２Ｏ基团。粗颗粒ＲＤＸ的Ｎ－Ｎ键比细颗粒ＲＤＸ容易断裂；细颗粒ＲＤＸ的快速反应剧烈。在次级反应中ＲＤＸ粒径对生成ＣＮ、ＯＨ、ＮＨ的反应影响不明显；ＲＤＸ粒径越细，Ｃ２越多，ＣＨ越少。     

Laval型雾化器气液流动特性研究

喷嘴出口气流速度和气液质量流率比是影响液态金属雾化效果的两个主要因素。为改善雾化效果,对现有环缝型雾化器进行改进,出口采用Laval型。建立了喷嘴出口速度、气体与金属质量流率的表达式,获得稳定气、液质量流率比的坩埚背压与金属液面高度的关系。通过实验方法建立了采用限制型Laval喷嘴导流管出口负压值与雾化压力之间的关系。     

分散度对铝粉爆炸敏感性的影响

为分析大粒径分布跨度下粒径分布对铝粉爆炸特性参数的影响,选出能够表征铝粉爆炸特性的粒径参数,提高铝粉爆炸风险评估的准确性,开展了铝粉爆炸敏感性研究。采用Siwek 20 L爆炸球和Hartmann管实验装置,分别探究分散度对微米级铝粉最小爆炸浓度（MEC）和最小点火能（MIE）的作用规律。结果表明：铝粉的爆炸敏感性参数随着粒径的增加而加速增大。对于小粒径的铝粉,粒径变化对MEC和MIE的作用相对较小;粒径跨度较大的混合铝粉样本中,小粒径铝粉起到点火源的作用,使得MEC和MIE值均降低,增大了铝粉爆炸风险。从皮尔逊相关性分析结果来看,粒径参数D_3,2（Sauter平均直径）、D₄₀（粒径第40百分位数）与MEC和MIE的相关性最高,其中D_3,2与MEC和MIE相关系数为0.962 7和0.746 0,D₄₀与MEC和MIE相关系数为0.947 9和0.741 1,而粒径多分散性和粒径跨度与MEC和MIE的相关性较弱,因此在研究铝粉爆炸敏感性时选用D_3,2和D₄₀作为主要的粒径分布表示方式较为合适。     

射流偏心撞击对凝胶推进剂撞击雾化影响的实验研究

为研究射流偏心撞击对凝胶撞击雾化的影响,建立撞击雾化实验台,制备凝胶推进剂及其模拟液,对单股射流形态及不同偏心度下的撞击液膜和液滴尺寸分布进行测量。理论推导了偏心撞击下撞击液膜偏角,并与实验结果进行了对比。研究表明：随着喷射速度的增大,单股射流受到的扰动逐渐增大;在靠近喷注器出口处扰动有限,不同速度下的射流变形都很小;不同偏心度下液膜发展和破碎形式基本相同,当偏心度达到1.5/6时,液膜自撞击点开始出现了呈一定角度较为暗淡的区域,流量不对称性增强;随着偏心度的增大,液膜偏角逐渐增大,但与理论值相比偏小;偏心度的大小对撞击雾化的液滴尺寸分布影响较小,但偏心撞击的索特平均直径值比无偏心时小,并在0.5/6达到最小值。     

高氮奥氏体装甲钢抗弹性能研究

研究氮含量为0.56%的不同厚度规格的高氮奥氏体装甲钢抗穿、破甲弹侵彻时的抗弹性能、冲击硬化、抗弹机理等现象,以防护系数的优劣作为评定依据。试验结果表明,高氮钢可产生明显的冲击硬化现象,具有优良的抗弹性能和综合性能,高的防护系数使其可作为优良的防护材料。     

工艺参数控制对钼粉粒度分布的影响研究

通过变化MoO3原料粒度、一次和二次还原参数,采用费氏粒度仪和Mastercizer2000型激光粒度分析仪评价还原后的钼粉平均粒度和粒度分布组成。结果表明:MoO3原料粒度与还原后钼粉粒度和粒度分布之间不存在直接的线性关系,原料粒度分布越宽还原后的钼粉平均粒度越小;一次还原MoO3料层厚度增大,还原后钼粉的粒度也增大,粒度分布变宽,D(0.5)值略微减小;氢气露点升高,还原后钼粉的粒度大,粒度分布宽,D(0.5)值也较大;二次还原温度越低,钼粉的粒度越小,但还原温度变化对粒度分布的影响较小。料层厚度增加、氢气流量减小,还原后的钼粉粒度均增大,粒度分布曲线右移。     

含碳颗粒的凝胶推进剂雾化特性实验研究

固体含能颗粒对提高凝胶推进剂的能量特性具有重要作用,是凝胶推进剂的重要组成部分。雾化问题是凝胶推进技术的关键问题之一,为了研究添加固体含能颗粒对凝胶推进剂雾化的影响,选择碳颗粒作为固体添加剂,开展了含碳颗粒凝胶推进剂雾化的实验研究。制备了3种不同含碳颗粒凝胶推进剂模拟液,并对它们的流变和触变特性进行了测量;分析了不同射流速度、不同撞击角度下的雾化场特点和形成机理,以及撞击速度对雾化模式,撞击角度对雾化场基本形状,碳颗粒质量分数、平均粒径等因素对模拟液流变特性和雾化效果的影响;提出了一种基于尺度不变特征变换关键点匹配的雾化场速度计算方法,定量分析了含碳颗粒凝胶推进剂的雾化场速度;以雾化场速度分析为基础提出了一种新的液膜厚度估算方法。研究结果表明：雾化效果随着射流速度和撞击角度的增大而显著改善;碳颗粒的添加对雾化效果有着重要影响,雾化效果随着碳颗粒质量分数的增大而降低,适当增大碳颗粒的粒径可以改善雾化效果;雾化场平均速度与射流速度的比值v_a/v_j可以用于表征雾化效果,v_a/v_j越小,能量转换效率越高,雾化效果越好。