纳米金属粉 制备，表征和在含能体系中的应用PDF电子书下载

第1章 基于堆积数据的纳米金属颗粒的热动力学数据估计 1

1.1 引言 1

1.2 热动力学背景 2

1.3 纳米粒子与尺寸有关的数据 4

1.4 试验和计算的熔化温度比较 7

1.5 熔融熵的比较 14

1.6 结果与讨论 14

1.7 结论 16

1.A 附录：熔融自由焓Gm-nano的零点和极值 17

参考文献 18

第2章 单个金属基纳米颗粒的数值模拟 21

2.1 引言 21

2.2 分子动力学模拟 22

2.2.1 原子运动 22

2.2.2 温度和势能 23

2.2.3 整合 24

2.2.4 能量最小化 25

2.2.5 力场（FF） 25

2.2.6 势能截断以及相邻列表 26

2.2.7 模拟程序和平台 27

2.3 尺寸依赖特性 27

2.3.1 简介 27

2.3.2 模拟设置 28

2.3.3 尺寸依赖的熔融现象 29

2.4 两种纳米颗粒的烧结研究 32

2.4.1 引言 32

2.4.2 模拟设置 33

2.4.3 烧结过程表征 33

2.5 纳米颗粒在氧气气氛中的氧化 37

2.5.1 引言 37

2.5.2 模拟设置 39

2.5.3 氧化过程的表征 39

2.6 核壳结构粒子的加热和降温 44

2.6.1 模拟方法 45

2.6.2 加热模拟 46

2.7 本章总结 50

参考文献 51

第3章 电爆炸法制备纳米金属 55

3.1 引言 55

3.2 电爆炸技术制备纳米金属 55

3.2.1 电爆炸法的物理过程 56

3.2.2 EEW产物的非平衡相——纳米金属 57

3.2.3 通过EEW方法制备nMe的设备设计 58

3.2.4 电爆炸技术（EEW）的相对特性 60

3.2.5 电爆炸法制备纳米金属粉的方法校准 60

3.3 结论 61

致谢 61

参考文献 62

第4章 纳米金属粉的制备 65

4.1 引言 65

4.2 纳米粉的电爆炸法制备 66

4.2.1 金属丝的电爆炸现象 66

4.2.2 纳米粉体制备设备 68

4.3 再冷凝纳米颗粒-制备方法：等离子技术 69

4.3.1 NP等离子化学制备基本原理 73

4.3.2 涡流稳定的等离子反应器 73

4.3.3 原料计量装置 75

4.3.4 分散材料捕获装置（旋风收集器和过滤器） 75

4.3.5 NP包覆单元 76

4.4 nAl的特性 77

4.5 纳米粉的化学钝化 79

4.6 纳米铝粉的微胶囊化 80

4.7 基于等离子技术的nAl生产工艺 83

4.7.1 nAl的生产 83

4.7.2 生产的铝、硼、硼化铝和硅纳米粉末的特性 84

参考文献 85

第5章 纳米金属粉团聚的表征 88

5.1 引言 88

5.2 纳米颗粒团聚结构的描述 89

5.3 表征团聚结构的试验技术 92

5.3.1 TEM和3D TEM X线断层摄影术 92

5.3.2 分散技术 94

5.3.3 团聚数量和尺寸的测定 96

5.4 机械稳定性 98

5.5 热安定性 101

5.6 限速步骤：气相转移对反应速率 103

5.7 结论 104

致谢 104

参考文献 105

第6章 纳米金属粉的钝化 108

6.1 概述 108

6.2 理论和试验背景 110

6.2.1 纳米铝粉在（氩气＋空气）气氛中的钝化过程中的化学和物理处理 110

6.2.2 纳米铝粉的慢速空气氧化的化学机理 114

6.3 颗粒钝化特征 116

6.3.1 通过气固相反应钝化后纳米铝粉的特征（1-6号样品，表6.7） 120

6.3.2 通过气固相反应钝化后纳米铝粉的特征（7～11号样品，表6.7） 121

6.4 结论 122

致谢 122

参考文献 122

第7章 纳米金属粉的安全特性研究 124

7.1 概述 124

7.2 纳米金属粉在空气中的氧化现象 125

7.3 纳米粉体火灾危险性测定 126

7.4 静电释放感度 128

7.5 根据危险等级对纳米粉分类 129

7.6 包装要求 130

参考文献 130

第8章 纳米铝粉与水和水蒸气的反应 132

8.1 引言 132

8.2 铝粉与液体水和气态水反应的试验技术研究 134

8.2.1 铝粉和蒸馏水的氧化反应 135

8.3 铝粉在水蒸气流中的氧化反应 141

8.4 碳化铝对纳米粉体的包覆钝化 141

8.5 通过线性加热铝粉／水悬浮液研究 147

8.6 铝粉在液态水中氧化的超声和化学活性 148

8.7 结论 155

致谢 156

参考文献 156

第9章 用于基于硼烷和硼氢化钠的储氢系统的纳米钴催化剂 158

9.1 引言 158

9.1.1 试验部分 158

9.1.2 纳米硼化钴催化剂在硼氢化钠和硼烷反应介质中的活性研究 160

9.2 通过物化方法研究纳米硼化钴 163

9.2.1 无定形硼化钴在硼氢化钠和硼烷介质中的结晶研究 166

9.2.2 反应介质对硼化钴催化剂相的影响 171

9.3 结论 179

致谢 179

参考文献 180

第10章 机械混合法制备活性纳米金属材料 183

10.1 引言 183

10.2 机械混合设备 184

10.3 工艺参数 185

10.4 材料表征 187

10.5 点火和燃烧试验 188

10.6 原材料 190

10.7 机械合金和金属-金属复合粉 190

10.7.1 制备和表征 190

10.7.2 热分析 195

10.7.3 加热丝的点火 198

10.7.4 恒容爆炸 201

10.7.5 提升层流火焰（LLF）试验 202

10.8 活性纳米复合粉 205

10.8.1 制备和表征 206

10.8.2 热活性反应和机理 208

10.8.3 点火 211

10.8.4 颗粒燃烧动力学 214

10.8.5 恒容爆炸 215

10.8.6 固化样品：力学和反应特性 218

10.9 结论 220

参考文献 220

第11章 在非平衡条件下金属颗粒的燃烧诊断 224

11.1 引言 224

11.2 固体材料的点火和燃烧 225

11.2.1 点火 225

11.2.2 火焰传播 227

11.2.3 火焰速度 229

11.3 铝粉反应机理 231

11.4 火焰管 232

11.5 火焰温度 234

11.5.1 背景 234

11.5.2 辐射计安装 236

11.5.3 红外装置 236

11.5.4 连接辐射计和红外数据的温度的空间分布 237

11.6 结论 238

致谢 238

参考文献 238

第12章 纳米铝粉在含能体系中的表征和燃烧 242

12.1 燃料在含能体系中：引言和资料调研 242

12.1.1 含能体系的总体简介 242

12.1.2 微米和纳米含能填料的试验研究 244

12.1.3 含能填料的理论／数值研究 245

12.1.4 铝热剂 246

12.1.5 炸药 250

12.1.6 SPLab实验室简介 253

12.1.7 含能填料的总结 255

12.2 含能填料的热化学行为 256

12.2.1 金属燃料的理论性能分析 256

12.2.2 固体推进剂配方优化 257

12.2.3 固液混合火箭性能分析 258

12.2.4 固液火箭喷管的氧化组分 259

12.2.5 活性铝含量和性能影响 260

12.2.6 两相损失 261

12.2.7 理论性能的总结 264

12.3 纳米粉体的表征 264

12.3.1 引言 264

12.3.2 应用与纳米粉分析的设备 265

12.3.3 纳米铝粉的测试：制备、包覆和特性 265

12.3.4 DSC／TGA慢加热速率反应 269

12.3.5 高加热速率反应 272

12.3.6 燃烧室中CCP的收集 275

12.3.7 粉体表征总结 280

12.4 纳米粉体的力学和流变行为 280

12.4.1 固体推进剂和燃料：力学和流变行为 280

12.4.2 黏弹性 281

12.4.3 填料的分散性 283

12.4.4 悬浮液的流变性 283

12.4.5 老化的影响 286

12.4.6 试验结果：数据处理和讨论 288

12.4.7 配方测试 289

12.4.8 单轴拉伸应力—应变测试 290

12.4.9 动态力学分析 291

12.4.10 流变性测试 292

12.4.11 结论 293

12.5 纳米粉在固体推进剂和燃料中的燃烧 294

12.5.1 固体火箭推进剂 295

12.5.2 固液混合推进用固体火箭燃料 303

12.5.3 本章总结 316

术语 317

参考文献 322