高活性集中放热的Al-Mg-Zr合金燃料的制备与性能

摘要

采用紧耦合气雾化法制备了Mg含量为5％～30％的新型Al-Mg-Zr三元合金燃料.用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)/能量分散谱(EDS)和热重-差热分析(TG-DTA)分别表征了合金粉的相组成、形貌和氧化放热行为,并提出了一个氧化反应机制模型,解释合金粉的集中氧化放热现象.结果表明,合金粉的相组成主要有Al、Al3Mg2、Al3Zr和Al12Mg17,且粉末具有良好的球形度.随着Mg含量的升高,Al-Mg-Zr合金发生氧化反应的温度明显降低,氧化过程由多步氧化逐渐转变为一步氧化,能量释放量先增后减.Al78Mg20Zr2和Al73Mg25Zr2粉末分别在945℃和938℃呈现集中氧化放热,并且Al78Mg20Zr2粉末的集中氧化反应比较完全,该粉末的最高氧化放热焓为-9798.8 μV· s· mg-1.