[发明专利]一种高物理活性铝硅球形合金粉体及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种高物理活性铝硅球形合金粉体及其制备方法与应用，属于金属合金粉体制备技术领域。包括质量分数为95～60％的铝和质量分数为5～40％的硅；所述高物理活性铝硅球形合金粉体具有长程无序结构和非平衡组织，不存在晶粒和晶界。本发明在铝中加入硅元素，硅的溶沸点极高，因此硅不易熔化和挥发，难以点燃；但是硅有较高的燃烧焓35kJ/mol，比铝的31.02kJ/mol更高；因此，将铝与硅结合，在不降低合金燃料的燃烧热值的前提下，还可以减缓合金燃料的反应过程，延长炸药爆炸的后效反应时间，减缓冲击波压力衰减，提高远场冲击波超压，满足某些场合需要炸药反应温和的要求。

技术领域

本发明涉及金属合金粉体制备技术领域，尤其涉及一种高物理活性铝硅球形合金粉体及其制备方法与应用。

背景技术

近几十年来，各国都在进行高威力炸药的研究和发展工作，其总的发展趋势是使炸药的配方具有更高的潜热、燃烧热、理论密度和氧平衡。同时，为了适应高强度战场环境的变化，炸药还需要满足感度低、热安定性好、作用可靠度高等要求。提高炸药威力的一条有效途径是炸药的金属化，利用高能金属或金属合金燃烧剂与炸药爆炸产物二次反应的热效应提高炸药的爆热。并且，金属燃烧剂对炸药的感度和特征信号也有不同程度的影响。

铝由于原材料丰富，使用安全，并且有较高的能量密度、体积燃烧热以及较快的氧化速率，常作为燃料添加剂，广泛应用于固体推进剂、炸药和烟火剂领域。但是铝颗粒作为合金燃烧剂时，虽然具有较高的燃烧热值，但是其后效时间短，冲击力大，使其应用受到限制。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高物理活性铝硅球形合金粉体及其制备方法与应用，本发明的高物理活性铝硅球形合金粉体作为合金燃烧剂时，在不降低合金燃料的燃烧热值的前提下，还可以减缓合金燃料的反应过程，延长炸药爆炸的后效反应时间，减缓冲击波压力衰减，提高远场冲击波超压，满足某些场合需要炸药反应温和的要求。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种高物理活性铝硅球形合金粉体，所述高物理活性铝硅球形合金粉体包括质量分数为95～60％的铝和质量分数为5～40％的硅；所述高物理活性铝硅球形粉体为预合金粉末，具有长程无序结构和非平衡组织，不存在晶粒和晶界，硅在铝内部均匀分布，两者不形成合金相。

优选地，所述高物理活性铝硅球形合金粉体的粒径为0.5～200μm，圆度值≥0.88，密度为2.53～2.67g/cm³。

本发明还提供了上述技术方案所述高物理活性铝硅球形合金粉体的制备方法，包括以下步骤：

(1)在惰性气氛下，将铝锭和硅颗粒熔融混合，得到熔炼液；

(2)在惰性气氛下，将所述步骤(1)得到的熔炼液经雾化和快速冷凝，得到所述高物理活性铝硅球形合金粉体；

所述铝锭和硅颗粒的质量比为95～60％：5～40％。

优选地，所述铝锭的纯度为99.9％以上。

优选地，所述硅颗粒的纯度为98％以上，粒径为5～30μm。

优选地，所述熔融混合的温度为800～860℃。

优选地，所述惰性气氛的气压为0.1～0.15Mpa。

优选地，所述雾化所采用的装置为蝶式雾化器；所述蝶式雾化器的转速为2000～10000r/min。

优选地，所述快速冷凝的吹扫气体温度为-80℃以下。

本发明还提供了上述技术方案所述高物理活性铝硅球形合金粉体在炸药领域中的应用。