本發(fā)明涉及到新材料領(lǐng)域，具體的說，涉及一種氮化鋁包覆納米鋁粉的制備工藝研究

二、

背景技術(shù)：

鋁粉作為目前固體燃燒劑的主要燃料組分，可大幅提高燃燒的能量性能，然而，普通鋁粉或微米級鋁粉，由于點火延遲時間長，燃燒時易團(tuán)聚而形成大的凝滴，因而其燃燒效率低；同時，有可能產(chǎn)生燃燒不完全、噴管的兩相流損失和形成羽煙狀的氣體排出等缺陷。

納米鋁粉燃燒速率高，是微米級鋁粉的數(shù)倍；納米鋁粉燃燒效率高，燃燒過程只需幾分之一毫秒，燃燒完全，燃燒過程中無團(tuán)聚和集塊現(xiàn)象等。采用納米鋁粉替代微米鋁粉可解決上述問題。然而，納米鋁粉由于比表面積大，比表面能高，容易團(tuán)聚且極易發(fā)生氧化而失活，甚至在空氣中自燃，從而極大限制了其作為燃燒劑中的應(yīng)用。

目前，用于解決納米鋁氧化和團(tuán)聚的方法主要是對其表面進(jìn)行包覆。表面包覆是改善納米鋁粉性能的一種有效方法，可以有效的解決團(tuán)聚以及氧化，主要包括碳包覆、過渡金屬包覆、金屬氧化物包覆等。低分子有機物分解碳包覆中，有機物分解的碳易與蒸發(fā)的鋁蒸汽發(fā)生反應(yīng)生成Al₄C₃，對于納米鋁粉能量的釋放有很大的負(fù)面影響；金屬離子、金屬化合物AlB₂及金屬氧化物Fe₂O₃包覆工藝復(fù)雜，包覆過程不可控等缺點尚不能大量生產(chǎn)。目前有機物的包覆作用力小，包覆不完全且包覆物不是固體推進(jìn)劑的組成物，易造成相容性差等新問題。

氮化鋁具有良好的高溫化學(xué)穩(wěn)定性和高溫耐腐蝕性，是納米鋁粉理想的表面包覆材料，將氮化鋁作為納米鋁粉的表面包覆材料，成功解決了納米鋁粉的表面活性問題，同時，納米鋁粉和納米氮化鋁的結(jié)合使用在工業(yè)方面應(yīng)用前景廣闊。

三、

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種在納米鋁粉表面可形成致密保護(hù)層，提高納米鋁粉抗氧化能力的氮化鋁包覆納米鋁粉的制備工藝研究。

本發(fā)明的過程如下：

一種氮化鋁包覆納米鋁粉的制備工藝研究，包括如下步驟：

將裝有納米鋁粉的坩堝放人石英管中，在流通高純氮氣氣氛下，以一定的升溫速率升高到一定溫度，保溫一段時間，從而在納米鋁粉表面生成致密的氮化鋁保護(hù)層。

上述步驟中，納米鋁粉應(yīng)該均勻平鋪在坩堝地表面、厚度盡量薄，控制在1--5毫米，納米鋁粉裝入石英管中在高純氮氣的保護(hù)氣氛下進(jìn)行，在加熱前保證石英管內(nèi)的氣氛為高純氮氣，加熱過程中高純氮氣的氣體流量為0.5-2.5L/min，升溫速率為5-15℃/min，保溫時間為5-45min，在通有高純氮氣的氣氛下冷卻至室溫。

本方法的特點：(1)使用氮化鋁對新制備出的納米鋁粉進(jìn)行表面包覆，可有效阻止納米鋁的氧化，提高納米鋁的活性；(2)包覆的氮化鋁在高溫燃燒時可以提供額外的燃燒熱，這對于燃燒劑的燃燒有貢獻(xiàn)作用；(3)本發(fā)明方法操作簡單，適合大批量生產(chǎn)。

四、附圖說明

圖1為制備得到的氮化鋁包覆納米鋁粉的XRD圖；

圖2為制備得到的氮化鋁包覆納米鋁粉的TEM照片。

五、具體實施方式

下面結(jié)合實施實例和附圖1、附圖2對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實施例1

在高純氮氣氣氛的保護(hù)下，將納米鋁粉均勻平鋪在坩堝底部，隨后將坩堝放人石英管中部，在流量為1L/min高純氮氣氣氛下，以5℃/min的升溫速率，升高到550℃，保溫30min，在高純氮氣氣氛下，隨爐冷卻到室溫。

如圖1所示，XRD圖中出現(xiàn)明顯的Al和AlN的峰；如圖2所示，復(fù)合粒子為球形，在表面形成了明顯的核殼結(jié)構(gòu)。

實施例2

在高純氮氣氣氛的保護(hù)下，將納米鋁粉均勻平鋪在坩堝底部，隨后將坩堝放人石英管中部，在流量為1L/min高純氮氣氣氛下，以5℃/min的升溫速率，升高到600℃，保溫15min，在高純氮氣氣氛下，隨爐冷卻到室溫。