韓國(guó)材料研究所成功開發(fā)新型鋁粉末表面處理技術(shù)
發(fā)布時(shí)間：2021-09-15 瀏覽：0
近日，韓國(guó)材料研究所旗下的粉末/陶瓷研究總部金京泰（音譯）博士研究團(tuán)隊(duì)在韓國(guó)成功開發(fā)出極細(xì)微鋁粉末表面處理技術(shù)，與現(xiàn)有的鋁粉末材料相比，與氧的反應(yīng)活性提高了2倍以上，而且可以確保操作的穩(wěn)定性。
這項(xiàng)技術(shù)除去了鋁粉末表面致密存在的氧化膜，涂覆上熱力學(xué)穩(wěn)定的含氟有機(jī)物，與自然形成的氧化膜相比，有機(jī)涂層在較低的溫度下受熱也可輕易除去，作為固體燃料，在產(chǎn)生高能量的條件下，鋁粉末可以具備較高的氧化反應(yīng)性，另外，有機(jī)涂層可以使得鋁粉末避免直接與外部氧氣接觸，與鋁相比，在常溫常壓環(huán)境下更易安全儲(chǔ)存。
純鋁與氧結(jié)合時(shí)，與其他材料相比，氧化反應(yīng)速度塊，產(chǎn)生的熱量也很高。美國(guó)、俄羅斯等國(guó)家借助鋁粉末劇烈的氧化反應(yīng)，將其作為火箭推進(jìn)劑、火藥、焊接材料，廣泛用于航空、民用及國(guó)防軍工行業(yè)。只有當(dāng)表面致密堅(jiān)固的氧化膜完全除去，鋁粉末的氧化反應(yīng)性和電導(dǎo)性等性能才能完全發(fā)揮出來，而這至少需要1000℃的熱量。而且，在除去氧化膜的過程中，純鋁直接暴露于大氣中，也極可能發(fā)生爆炸，這些都是另鋁粉末研究人員頭疼的問題。
為了解決這些問題，材料研究所研究團(tuán)隊(duì)試圖輕易除去表面形成的氧化膜，采用了含氟有機(jī)物，可以提高鋁粉末本身的穩(wěn)定性和反應(yīng)性。涂覆后的鋁粉末在250℃以下的溫度可以脫去有機(jī)物涂層，與含有氧化膜的、相同尺寸的鋁粉末相比，反應(yīng)速度至少可以提高2倍以上，值得一提的是，利用現(xiàn)有涂裝工藝技術(shù)，易于構(gòu)建相關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。
今后這項(xiàng)技術(shù)有助于提高鋁粉末的氧化反應(yīng)性，可作為人工衛(wèi)星發(fā)射火箭的固體燃料材料，釬焊的原材料。結(jié)合有機(jī)物粘接和混合技術(shù)，可用作包括光伏電池在內(nèi)的各種電子元件和高電導(dǎo)性金屬焊劑材料，這有望提升鋁粉末的附加值，取代進(jìn)口粉末材料。
研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人金京泰表示，如果這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，鋁粉末在國(guó)防及電子零配件領(lǐng)域都可創(chuàng)造極大的價(jià)值，將為韓國(guó)材料和技術(shù)發(fā)展發(fā)揮巨大的作用。
另一方面，此次研究得到了韓國(guó)研究財(cái)團(tuán)民軍技術(shù)合作基礎(chǔ)技術(shù)開發(fā)業(yè)務(wù)部的“Multiscale Energetics研究團(tuán)隊(duì)”，Meta材料研究中心及材料研究所的支持。
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