[发明专利]一种Al/Ni复合粒子及其制备方法

说明书

本发明公开了一种Al/Ni复合粒子制备方法。该方法具体为：将纳米或微米铝粉、镍盐、乙醇经混合形成悬浮液，将氢氧化钠、乙醇经混合形成透明溶液；在所需环境温度、pH值条件下，将氢氧化钠溶液滴加到悬浮液中，氢氧化钠与铝粉表面的氧化铝发生反应，使得铝粉内部的铝核暴露出来，之后裸露的铝核与镍离子发生置换反应，反应生成的纳米镍颗粒沉积在铝粉表面，经抽滤、真空干燥，最终获得具有核壳结构的Al/Ni复合粒子。本发明的制备方法在制备过程中，对环境污染小，工艺简单且成本低。

技术领域

本发明属于微纳米含能材料技术领域，提供了一种Al/Ni复合粒子及其制备方法。

背景技术

微纳米铝粉是当前含能材料领域最常用的高活性金属粉之一，对于发展研制高性能武器弹药具有极其重要的意义。小颗粒铝粉尤其是对纳米铝粉而言，极易与氧气、水等反应，生成致密且化学稳定的化合物Al₂O₃，妨碍了剩余活性铝与氧化剂的反应，极大的限制了其能量释放效率；同时铝粉在燃烧时经常发生团聚、烧结现象，生成更大的颗粒，使得铝粉活性降低、反应不完全。例如对于平均粒径80nm的铝粉颗粒来说，其活性铝含量仅为75％左右，化学惰性的Al₂O₃质量占比极高，团聚体、烧结体的平均尺寸能达到3μm～6μm之间，这都使得铝粉的纳米效应优势丧失殆尽，高反应活性、高反应速率等特性无法最大限度的发挥出来。

研究发现，纳米镍颗粒作为铝粉的包覆材料，对于改善铝粉的反应特性具有多方面的优势。首先，相对于铝来说，镍在自然状态下具有较低的反应活性，不易于与氧气或水发生化学反应，因此使用一定厚度的镍包覆层取代铝粉表面的氧化铝，可以在很大程度上防止铝粉核芯被氧化，同时改善纳米铝粉的分散性；其次，镍在一定条件下也会发生氧化还原反应，用镍取代Al₂O₃使得铝粉体系由Al/Al₂O₃改变为Al/Ni/Al₂O₃，体系总活性物质含量有所提高；此外，另有文献报道，在铝粉表面包覆上镍还可以改善纳米铝粉的点火性能、燃烧性能，进一步提高纳米铝粉的能量释放效率。