1 中国航发北京航空材料研究院, 先进高温结构材料国防科技重点实验室, 北京 100095
2 天津大学 材料科学与工程学院, 天津 300072
本工作以石英玻璃粉作为基体材料, 白刚玉粉作为矿化剂, 金属Al粉作为添加剂, 制备了氧化硅基陶瓷型芯。研究了不同含量金属Al粉对氧化硅基陶瓷型芯收缩率、物理性能、显微组织和相组成的影响。研究结果表明, 在型芯烧结过程中, 金属Al粉受热氧化形成Al2O3, 伴随着体积膨胀和重量增加, 可以抑制陶瓷型芯的烧结收缩和铸造收缩。Al粉对烧结过程中的方石英析晶无明显抑制作用, 铸造过程中由于型芯骨架结构的松散程度增加, 型芯的高温抗变形能力降低。当铝粉含量为1wt%时, 陶瓷型芯综合性能良好, 三维方向的烧结收缩率分别为0.01%、0.03%、0.03%, 气孔率为28.58%, 挠度为0.57 mm, 抗弯强度为12.1 MPa。制备的陶瓷型芯能够满足高温合金定向凝固需求, 并有望能提高空心涡轮叶片的内腔尺寸精度。
silica-based ceramic core Al powder sintering shrinkage hollow blade 氧化硅基陶瓷型芯 铝粉 烧结收缩率 空心叶片
西安电子科技大学 物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
金属丝电爆炸是获取金属纳米级粉粒的有效途径, 电爆炸的演绎过程直接影响金属粉颗粒的尺度范围。采用纳秒级脉冲激光对爆炸过程的瞬态进行观察, 以激光干涉条纹为背景, 依据电爆炸过程中, 对条纹的扰动获取具有清晰边缘的爆炸区图像; 再根据激光穿过爆炸云团的透过率计算出不同时刻粉尘体浓度的三维分布图。测量结果表明: 通电后0.5 μs, 金属丝直径由03 mm扩展为4.7 mm,直到18 μs时扩展为28 mm, 而粒子的最大浓度由3×1021/cm3 减小为1.1×1020/cm3。整个扩展过程中, 粒子浓度沿径向呈现多个环带的分布形态。
电爆炸 等离子体 激光干涉 纳米铝粉浓度 三维分布 electric explosion plasma laser interference nano-aluminum powder concentration 3D distribution
1 苏州大学机电工程学院, 江苏 苏州 215021
2 苏州江源精密机械有限公司, 江苏 苏州 215021
铝粉因其良好的热物理性能可作为激光焊接吸收剂, 但是铝的高反射率, 需掺入炭黑来提升吸收剂的吸光性能。本文应用半导体激光器对含铝粉吸收层的聚碳酸酯进行了激光透射焊接实验, 以吸收剂不同铝粉含量为主要因素, 结合激光功率、焊接速度采用正交水平法研究了焊接工艺参数对焊接强度的影响, 对焊接工艺参数进行了优化。得到了最佳工艺参数, 重点分析了不同铝粉含量吸收剂对焊缝形貌和连接强度的影响。实验结果表明, 吸收剂铝粉含量为40wt%, 焊接功率为35 W, 焊接速度为4 mm/s时, 拉断力最大, 焊接强度最高。
激光透射焊接 铝粉吸收剂 工艺参数优化 焊接强度 Laser transmission welding Aluminum powder absorber process parameter optimization welding strength
1 西南科技大学 材料科学与工程学院，四川 绵阳 621000
2 西南科技大学 分析测试中心，四川 绵阳 621000
以铝粉为填料，磷酸铬铝为粘结剂制得铝-磷酸铬铝基低红外发射率涂料。系统研究了不同铝粉含量、涂料厚度及温度对涂料红外发射率的影响。并采用DSC-TG、XRD、IR 等分析手段，对涂料的结构和性能进行表征。结果表明：涂料的红外发射率随铝粉含量的增加而降低，铝粉最佳加入量为30wt%，相应的红外发射率为0.68。铝-磷酸铬铝有良好的耐高温性和热稳定性，在低于1000℃时磷酸铬铝基体主要为无定形态，在1200℃的主要晶型为AlPO4和Al2O3及微量的Al，Al(PO3)3和Cr(PO3)3。
铝粉 磷酸铬铝 低红外发射率 涂料 Al powder aluminum -chrome phosphates infrared emissivity the coating
1 南京航空航天大学材料科学与技术学院，江苏 南京 210016
2 江苏协同创新中心，江苏 南京 210016
为了优化原有红外低发射率涂层的性能，向红外低发射率涂层中加入醋酸丁酸纤维素(CAB)，并对涂层进行红外发射率(8～14 μm)、扫描电子显微镜(SEM)、力学性能及耐盐水性能测试。结果表明：加入醋酸丁酸纤维素可以促使涂层中铝粉定向排列并形成 “镜面”结构，同时减少了涂层的表面缺陷，从而保证涂层发射率基本不变的情况下降低原有涂层的铝粉含量(由 40%降低到 30%)，且优化后的涂层力学性能及耐盐水性能都优于原有涂层。
红外发射率 醋酸丁酸纤维素 铝粉 涂层 infrared emissivity cellulose acetate butyrate Aluminum powder coating
南京航空航天大学材料科学与技术学院, 江苏 南京 210016
选择不同光谱选择性材料制备涂层, 比较其可见光 -近红外光谱反射性能差异, 并通过测试模拟罐体内介质温度和涂层辐射性能及耐环境性能, 探究光谱选择性散热涂层的材料性能差异及选择依据。采用 UV-Vis-NIR分光光度计对涂层在紫外-可见-近红外波段的反射性能进行表征, 采用 SEM测试对涂层结构进行表征及分析, 并使用红外发射率仪测试涂层发射率性能。结果表明: 金红石型 TiO2作为填料的涂层, 太阳光反射率可达 77.65%, 在 8～14.m波段发射率为 0.96, 且 60 ℃ RH96%耐湿热测试时长 720 h以上以及紫外老化时长 360 h以上仍保持良好的性能和外观。
光谱选择性 散热涂层 发射率 片状铝粉 spectral selectivity cooling coating emission ratio TiO2 TiO2 flake Al
1 中国工程物理研究院 总体工程研究所, 四川 绵阳 621900
2 西南科技大学 四川省非金属复合与功能材料重点实验室, 四川 绵阳 621010
利用超声波的分散和粉碎作用,对纳米Al粒子进行了表面疏水处理。然后,以无水乙醇为反应介质,苯乙烯为单体,偶氮二异丁腈为引发剂,聚乙烯吡咯烷酮为分散剂,在氮气保护环境下,利用超声波的活化和引发作用,引发苯乙烯单体在纳米Al粒子表面进行分散聚合反应,制备出了纳米铝粉/聚苯乙烯包覆粒子。最后,运用多种测试手段对纳米Al/PS包覆粒子形貌、粒径大小及分布、表面特性、化学组成及结构等进行了表征。测试结果表明,所制备的纳米Al/PS包覆粒子已经形成了完整的球型核壳包覆结构,表面完整无缺陷,粒径大小约为2.0 μm。
纳米铝粉/聚苯乙烯 包覆粒子 分散聚合 超声波引发 nano-aluminium/polystyrene encapsulation particles dispersion polymerization ultrasonic irradiation 强激光与粒子束
2015, 27(2): 024145
北京理工大学光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京 100081
为了研究推进剂类型和铝粉含量对固体火箭发动机羽烟紫外辐射特性的影响，采用二维流场和三维辐射传输相结合的方式建立羽烟紫外辐射模型，模型中可考虑热发射、CO+O化学发光、OH自由基化学发光、以及不同状态和直径Al2O3颗粒辐射特性等紫外辐射机理。利用模型计算了双基、改性双基和复合推进剂羽烟的紫外辐射分布，并以复合推进剂为例，研究了铝粉含量对羽烟紫外辐射特性的影响。研究结果为紫外预警系统判断导弹的类型，以及导弹紫外隐身性能的提高提供了参考。
光谱学 固体推进剂 铝粉 OH自由基 羽烟 紫外辐射 光学学报
2012, 32(10): 1016002
1 中北大学山西省高分子复合材料工程技术研究中心，山西太原 030051
2 中北大学材料科学与工程学院，山西太原 030051
3 中北大学化学与环境学院，山西太原 030051
4 中北大学理学院，山西太原 030051
选择苯乙烯为粘结剂，漂浮性片状铝粉（约为15 μm）为填料，用简单的流延自成膜法制备了低发射率红外隐身涂层；研究了溶剂种类和填料质量分数对涂层红外发射率的影响，并对涂层的物相和微观形貌进行了表征。研究结果表明：二甲苯为溶剂时涂层发射率最低为0.511；而在苯乙烯为溶剂时铝粉显示出更好的漂浮性，涂层发射率可低至0.314。制得的涂层可作为低红外发射率的红外隐身材料。
低红外发射率 涂层 漂浮性片状铝粉 溶剂 low infrared emissivity coating feafing flake Al powders solvent
1 西安科技大学西部矿井开采与灾害防治教育部重点实验室, 陕西 西安710054
2 西安科技大学理学院, 陕西 西安710054
用光触发同步采集技术在多光谱系统上测定纳米铝粉与环氧丙烷快速反应的点火延迟时间和基团光谱强度, 得出诱导激波作用下纳米铝粉的点火机理。 X射线衍射(XRD)数据表明, 等离子体方法生产的纳米铝粉由于活性较高表面有部分氧化, 电子能谱(XPS)给出结果表明氧化层厚度～3 nm, 且其反应生成物的电子能谱显示氧化层厚度随诱导激波强度增加而相应增大。 单色仪测定AlO(464.8 nm)点火时间表明随诱导激波强度增大, 纳米铝粉在环氧丙烷反应系统中的抛撒状态分布更均匀, 颗粒受热面增大, 受热率明显增大, 且激波作用下铝粉表面3 nm厚氧化层也极易被熔破, 使内核活性铝气化与反应系统中的氧原子及含氧分子反应放热而达到点火状态。
纳米铝粉 点火机理 光谱 凝聚 Aluminum nanopowders Ignition mechanism Spectrum Agglomeration 光谱学与光谱分析
2010, 30(8): 2057
