Резюме

1. Въведение

Подобряването на енергийните характеристики на високоенергийните материали (HEM), подобряването на традиционните компоненти и търсенето на нови компоненти е важна цел за много области на науката и технологиите. Високоенергийните метални прахове започват интензивно да се изучават като горива за изгарящи системи, когато руските учени Кондратюк и Цандър предлагат използването на високоенергийни метали (Al, Be, B, Mg, Zr, Ti и др.) Като енергийни добавки за горива [1] ]. Металните прахове с висока енталпия на горене представляват голям интерес като реактивни материали в съставите на горива, експлозиви, пиротехника и др. [2]. Фините метални прахове, които са част от високоенергийни системи, се използват главно като компоненти за контрол на скоростта на горене и намаляване на забавянето на запалването [3,4,5].

механично

Един от обещаващите, прости и евтини методи за получаване на метални прахове с повишена реактивност е механичното активиране в планетарна мелница. Първите изследвания в тази област започват през 19 век [24]. Използвайки механичния метод, има смилане на материала в твърдо или течно състояние, без промяна на химичния състав. По време на смилането праховете се влияят от високите енергии, многобройните въздействия, абразията, смачкването и срязването на фрезовите тела върху стените на контейнера за мелница и материала. Високата скорост на деформация, свързана с тези сблъсъци, води до комбинация от фрактура, пластичност, атомно смесване и частична реакция между компонентите на материала [25]. Използвайки този метод, е възможно да се получат механично активирани прахове с подобрени физико-химични свойства, които са много трудни или невъзможни за получаване по други методи [26,27]. Има проучвания, докладващи ефекта от механичното активиране върху термично-физичните свойства на металните прахове [27,28].

Въпреки значителния интерес към изследването на ефекта от механичното активиране на евтектичните сплави върху параметрите на горене на високоенергийните материали, количествените данни за тяхната температура на горене, скорост на горене, степен на окисление и други важни свойства остават ограничени. По-специално, няма проучвания за ефекта на продължителността и начина на механично активиране върху параметрите на горене на системата Al-Mg като част от високоенергийни добавки.

По този начин целта на тази работа е да се изследва експериментално структурата, дисперсността, степента на окисление, скоростта на изгаряне и топлината на горене на праховите материали Al-Mg във високоенергийните състави, в зависимост от продължителността на механичното активиране в планетарна мелница.

2. Материали и методи

2.1. Приготвяне на Al-Mg материал

Първо, 99% чиста сплав Al-Mg е получена от алуминиев слитък с търговска чистота (99 тегл.% Al, 0,9 тегл.% Si, 0,04 тегл.% Mg и други примеси) и магнезиев слитък с търговска чистота (99,95 тегл.% Mg, 0,01 тегл.) % Al, 0,01 тегл.% Mn и други примеси). Сплавта е произведена чрез отливане в глинено-графитен тигел. Сливането на алуминий и магнезий се извършва в аргон. Алуминиевият слитък се зарежда в тигела и се поставя в пещ. Когато температурата достигне 730 ° С, стопилката Al се отстранява от пещта и магнезиевият слитък се добавя към алуминиевата стопилка на малки части в масово съотношение Al: Mg - 1: 1. Магнезиевите блокове са с форма на кубчета и паралелепипеди, а приблизителната маса на отделните фрагменти е 100–150 g. За хомогенно разпределение на компонентите в стопилката се извършва смесване с помощта на устройството със скорост на въртене 1500 об/мин [29]. Извършва се механично смесване, докато магнезиевият слитък се разтвори напълно в алуминиевата стопилка. Получената сплав се излива в стоманен хлад при температура 670 ° С.

2.2. Механично активиране

Получената сплав беше смачкана с помощта на челюстна трошачка. Получените люспи Al-Mg се смилат механично в планетарна мелница (Фигура 1), чийто основен елемент е контейнерът с топчетата мелница. Капакът на контейнера има два крана. Единият от тях се използва за евакуация на работното пространство, а вторият се използва за изпомпване на инертен газ (аргон). Като шлайфащи тела са използвани стоманени топки с диаметър 8,7 мм. Съотношението на масата на мелещите тела към прахообразната смес е 2: 1. Механичното активиране се провежда в продължение на 6 часа в аргонова атмосфера с честота на въртене 12 об/мин.