Al⁃Cu复合金属粉的电爆炸制备及其反应活性

摘要

为进一步提高亚微米铝粉的反应活性,采用复合金属丝电爆炸技术制备了Al?Cu复合金属粉,通过罗氏线圈监测了电爆炸过程中的波形图,确定制备工艺参数.采用X射线粉末衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电镜电子能谱成像分析(TEM?MAPPING),X射线电子能谱(XPS)等表征手段完成了对材料结构的分析,Al?Cu复合金属粉主要由CuAl2与Al组成,形貌为光滑球形,平均粒度为150 nm,分析了材料结构的形成机理.分别采用DSC法与铝?水蒸气反应法评价了材料的反应活性,DSC测试结果表明Al?Cu复合金属粉初始氧化峰温为550°C,与同样条件下制备的铝粉相比降低了50°C,反应活性明显提高;初始氧化过程温度跨度由500～650°C变为500～600°C,初始氧化过程的时间由7.5 min缩短到5 min,放热反应速率提升了33％.水蒸气反应评价结果表明,Al?Cu复合金属粉和Al粉的反应完全度分别为0.88和0.73,在反应初始阶段(0～10 min)Al?Cu复合金属粉反应完全度数值达到0.36,是铝粉反应完全度的10倍,与铝粉相比Al?Cu复合金属粉的反应活性与反应完全性大幅提高.