PTFE 含量和燒結溫度對Al/PTFE 復合粒子形貌與燃燒性能的影響

徐聞婷，杭思羽，李亞寧，韓志偉，王伯良

（南京理工大學化工學院，江蘇 南京 210094）

1 引言

鋁粉因其高燃燒熱值（31.05 kJ·g-1）及低成本，被廣泛應用于推進劑、炸藥和煙火劑等領域［1-4］。在固體推進劑中添加鋁粉可以提高燃速和比沖［5］。在炸藥中添加一定比例的鋁粉能夠提高爆熱，增加軍事武器毀傷威力。但鋁粉也存在一定缺陷［6-9］：由于納米鋁粉比表面積大、反應活性高，在貯藏、運輸過程中容易氧化失活，且自身團聚嚴重，導致燃燒不充分；微米鋁粉性質穩定，但能量釋放效率低，因而導致含鋁混合炸藥及固體推進劑的性能無法進一步提高。這些問題均限制了鋁粉的應用，因此，提高鋁粉分散性，改善鋁的燃燒性能、提升鋁的燃燒效率已成為目前的研究熱點。

為優化鋁粉的性能，國內外學者進行了大量研究。Glotov［10］認為在鋁粉中加入含氟涂料可以減少結塊。姚啟發［6］和Sippel［11］都指出大部分有機氟化物具有很高的反應活性，可以與鋁粉甚至氧化鋁反應生成AlF3；AlF3的熔點、沸點均低于氧化鋁，在燃燒的高溫過程中容易汽化，達到減少團聚的效果。Michelle［12］提出聚四氟乙烯（PTFE）是一種含氟量較高（75%）的高分子聚合物，模壓燒結后具有很高的結構強度（＞70 MPa）；在鋁粉中加入一定量的PTFE，可以增大鋁粉在含能材料領域的應用范圍。ZHENG［13］對燒結與未燒結的PTFE/Al/W 反應材料進行了準靜態壓縮實驗，發現燒結后的反應材料具有更高的破壞應力和更大的斷裂韌性，燒結工藝和成分配比對微米尺度失效行為有顯著影響?！?br>