CN111689821A - 一种活化硼粉及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种活化硼粉及其制备方法。本发明将硼粉表面使用纳米金属氧化物和活性金属包覆后，在硼粉表面形成一层类似铝热剂的活性包覆层。能够通过在较低温度下纳米级“铝热剂”的燃烧引燃硼粉，降低点火温度，并通过表面包覆层的成分和结构改善表面吸附氧化硼的状况，提高硼粉的燃烧效率。

Description

一种活化硼粉及其制备方法

技术领域

本发明属于高能材料领域，特别涉及一种活化硼粉及其制备方法。

背景技术

硼粉作为可燃高能材料，广泛应用于富燃料推进剂和特种炸药配方中，其加入可以大幅提高配方能量。但硼粉燃点较高，不易引燃。燃烧时表面生成的氧化硼呈液态阻碍燃烧继续进行，用于富燃料推进剂和特种炸药配方后对性能的提升大幅降低。

发明内容

本发明的目的是为了客服现有技术的缺陷，提供一种活化硼粉及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种活化硼粉，所述活化硼粉料由包括以下重量配比的原料经机械复合制得：无定形硼粉40％～90％，纳米金属氧化物5％～50％，活性金属粉2％～20％，硅烷偶联剂0.2％～1.0％。

进一步的，纳米金属氧化物为镍、铁、铜、铬、锰、银或稀土金属中的一种或多种混合物。

进一步的，活性金属粉为镁、铝、锂、锆、钛或上述金属的合金中的一种或多种混合物。

一种活化硼粉的制备方法，包括以下步骤：

(1)将无定形硼粉与纳米金属氧化物、活性金属粉按比例充分混合；

(2)将混合物投入球磨机中，球料比控制在1:1～10:1，转速不低于200转/分钟，抽真空球磨不低于2小时；

(3)将球磨后的物料在含偶联剂的有机溶液中高速分散5分钟以上，将物料与液相分离；

(4)将与液相分离后的固相粉末烘干，得到经表面处理的活化硼粉；

(5)对活化硼粉进行烘干，同时进行造粒处理，根据需要得到50～200μm的颗粒状活化硼粉。

本发明将硼粉表面使用纳米金属氧化物和活性金属包覆后，在硼粉表面形成一层类似铝热剂的活性包覆层。能够通过在较低温度下纳米级“铝热剂”的燃烧引燃硼粉，可降低点火温度150～300℃，并通过表面包覆层的成分和结构改善表面吸附氧化硼的状况，提高硼粉的燃烧效率5％～10％。

本发明提供了一种可以改善点火温度和工艺性能的无定形复合硼粉。解决了普通硼粉不易引燃的问题，改善了粉体的表面性能，提升了粉体的相容性。本发明适用于利用硼粉燃烧性能的领域。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请的实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

(1)将粒度1μm的90％无定形硼粉50g与粒度50nm的氧化铜粉末20g、粒度25μm的球形镁合金粉6g充分混合；

(2)将混合物投入球磨机中，球料比控制在5:1，转速为1000转/分钟，抽真空后充入氩气保护球磨4小时；

(3)将球磨后的物料170℃真空处理4小时；

(4)将处理后物料在5％的十二烷基三甲氧基硅烷中6000转高速分散10分钟后，物料与液相分离处理；

(5)将与液相分离后的固相粉末烘干，得到经表面处理的活化硼粉；

(6)使用高速离心造粒设备对活化硼粉进行造粒处理，根据需要得到200μm的颗粒状活化硼粉。

实施例2

(1)将粒度1μm的90％无定形硼粉50g与粒度50nm的氧化铜粉末8g、粒度25μm的球形铝合金粉2g充分混合；

(2)将混合物投入球磨机中，球料比控制在10:1，转速为1000转/分钟，抽真空后充入氩气保护球磨4小时；

(3)将球磨后的物料170℃真空处理4小时；

(4)将处理后物料在2.5％的十二烷基三甲氧基硅烷中6000转高速分散10分钟后，物料与液相分离处理；

(5)将与液相分离后的固相粉末烘干，得到经表面处理的活化硼粉；

(6)使用高速离心造粒设备对活化硼粉进行造粒处理，根据需要得到80μm的颗粒状活化硼粉。

实施例3

(1)将粒度1μm的90％无定形硼粉50g与粒度100nm的氧化铁粉末15g、粒度30μm的球形镁铝粉5g充分混合；

(2)将混合物投入球磨机中，球料比控制在8:1，转速为800转/分钟，抽真空后充入氩气保护球磨4小时；

(3)将球磨后的物料170℃真空处理4小时；

(4)将处理后物料在2.5％的十二烷基三甲氧基硅烷中6000转高速分散10分钟后，物料与液相分离处理；

(5)将与液相分离后的固相粉末烘干，得到经表面处理的活化硼粉；

(6)使用高速离心造粒设备对活化硼粉进行造粒处理，根据需要得到100μm的颗粒状活化硼粉。

以上三个实施例所制得的产物活化硼粉检测降低点火温度200～300℃，提高燃烧效率 5％～10％。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (4)

1.一种活化硼粉，其特征在于：所述活化硼粉料由包括以下重量配比的原料经机械复合制得：无定形硼粉40％～90％，纳米金属氧化物5％～50％，活性金属粉2％～20％，硅烷偶联剂0.2％～1.0％。

2.根据权利要求1所述的活化硼粉，其特征在于：所述纳米金属氧化物为镍、铁、铜、铬、锰、银或稀土金属中的一种或多种混合物。

3.根据权利要求1所述的活化硼粉，其特征在于：所述活性金属粉为镁、铝、锂、锆、钛或上述金属的合金中的一种或多种混合物。

4.一种根据权利要求1至3任一所述活化硼粉的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将无定形硼粉与纳米金属氧化物、活性金属粉按比例充分混合；

(2)将混合物投入球磨机中，球料比控制在1:1～10:1，转速不低于200转/分钟，抽真空球磨不低于2小时；

(3)将球磨后的物料在含偶联剂的有机溶液中高速分散5分钟以上，将物料与液相分离；

(4)将与液相分离后的固相粉末烘干，得到经表面处理的活化硼粉；

(5)对活化硼粉进行烘干，同时进行造粒处理，根据需要得到50～200μm的颗粒状活化硼粉。