Al-Ce及Al-Mg-Ce合金燃料的熱性能研究.pdf

1、鋁基合金燃料的熱性能通常都優(yōu)于常見的鋁粉燃燒劑，是很有潛力的高活性金屬燃料。本論文采用熔煉法制備了Al-Ce和Al-Mg-Ce合金燃料，并分析了合金元素對(duì)鋁基合金燃料熱性能的影響。
　　基于稀土元素Ce具有活性高，點(diǎn)火溫度低等性質(zhì)，嘗試將其與Al合金化，制備了Ce含量為1％、3%和5%的Al-Ce合金，并分析不同冷卻速度對(duì)合金燃料性能的影響。通過XRD、TG-DTA和光學(xué)顯微鏡等表征方法表征分析制備的合金燃料。結(jié)果表明， Al-C

2、e合金中的主要物相為Al，少量的Ce固溶在Al基體中。所有合金粉均只發(fā)生了一次氧化反應(yīng)，Ce含量為1%的Al-1Ce合金粉活性最佳?？焖倮鋮s的Al-Ce合金開始發(fā)生氧化反應(yīng)的溫度較隨爐冷卻低，且其合金的晶粒明顯細(xì)化。Al-1Ce合金粉在升溫氧化到1300℃時(shí)合金粉的氧化并不完全。
　　由于Al-Ce二元合金燃料并未達(dá)到預(yù)期的高活性，本文嘗試在Al-Ce三元合金中添加較低含量Mg元素以期研制出高活性的Al-Mg-Ce三元合金燃料。通

3、過快速冷卻方式分別制備了Mg含量為5%、10%、15%、20%和Ce含量為0%、1%、3%、5%的Al-Mg和Al-Mg-Ce十六組質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比的鋁基合金燃料。通過XRD、TG-DTA和光學(xué)顯微鏡等方法表征合金燃料。通過對(duì)Al-xMg-1Ce（x=5,10,15,20）系列合金和Al-15Mg-yCe（y=0,1,3,5）系列合金的表征，分析不同Mg、Ce含量對(duì)合金燃料熱性能的影響。結(jié)果表明，Al-xMg-1Ce系列合金中Mg含量為5%

4、和10%的合金粉只發(fā)生一次氧化反應(yīng)，當(dāng)Mg含量增加至15%和20%時(shí)，發(fā)生兩次氧化反應(yīng)。隨著Mg含量的升高，Al-xMg-1Ce合金粉總的氧化放熱焓先增加后減少，Al-15Mg-1Ce合金粉的氧化放熱焓最高，表現(xiàn)出更好的熱性能。Al-15Mg-yCe系列合金中各組分合金粉均發(fā)生了兩次氧化反應(yīng)，Al-Mg-Ce合金粉發(fā)生第一次氧化反應(yīng)的溫度比沒有添加Ce的Al-Mg合金粉要低約160℃左右。隨著Ce含量由0%升高至5%，合金粉的氧化放熱焓