一种实时测定Ti-C引燃剂释热量及其强化方法技术

本发明专利技术提出一种实时测定Ti‑C引燃剂释热量及其强化方法，采用锥形量热仪实时监测Ti‑C引燃剂在反应过程中的释热量、温度、质量等参数，为深入研究燃烧合成法制备复合材料提供准确、可靠度高的理化参数；同时为了进一步提高Ti‑C引燃剂的放热量，采用可膨胀石墨与钛粉反应，不仅放热量增大，同时燃烧反应的更加充分。在拓展锥形量热仪应用的基础上，首次公开了采用可膨胀石墨强化Ti‑C引燃剂释热量的方法，开辟了燃烧合成法机理研究的新思路。

A real-time determination of heat release and intensification of Ti-C ignitor

The invention provides a real-time method for measuring the heat release and strengthening of Ti_ C igniter. The cone calorimeter is used to real-time monitor the heat release, temperature and mass of Ti_ C igniter in the reaction process, providing accurate and reliable physical and chemical parameters for in-depth study of combustion synthesis method for preparing composite materials. The heat release of Ti_C igniter is increased step by step, and the reaction of expandable graphite with titanium powder can not only increase the heat release, but also make the combustion reaction more fully. On the basis of expanding the application of cone calorimeter, the method of using expansible graphite to enhance the heat release of Ti C ignition agent is first disclosed, which opens up a new way to study the mechanism of combustion synthesis method.

【技术实现步骤摘要】
一种实时测定Ti-C引燃剂释热量及其强化方法
本专利技术属于化工合成方法
，特别涉及一种实时测定Ti-C引燃剂释热量及其强化方法。
技术介绍
Ti-C引燃剂复合粉作为一种常用于自蔓延高温合成复合材料的引燃剂，具有引燃温度低、放热量大等特点，但是当前在研究其反应机理时，在热力学理论计算的基础上，判断反应产物及其稳定性，然后主要采用热电偶或在综合热分析仪实时记录反应体系的温度，或者采用“燃烧波淬熄法”对燃烧合成过程中的相转变及组织转变过程直接观察，进而研究Ti-C引燃剂复合粉体系的反应机理。由于自蔓延燃烧合成过程是非理想的绝热过程，存在热量损失，造成燃烧反应不完全的原因；热分析仪研究时样品用量太低，与实际反应差异较大；温度记录仪只能测定温度，数据较少，且微观形貌分析只能定性而难以定量。因此探索可实时测定Ti-C引燃剂复合粉释热量及其质量、燃烧时CO含量等数据的方法，有助于进一步深化对自蔓延燃烧合成过程的反应机理研究。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种实时测定Ti-C引燃剂释热量及其强化方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种实时测定Ti-C引燃剂释热量的方法，其特征在于，将钛粉与碳粉混合均匀后，在设计压力下压制成型，并将其置于已调试准确的锥形量热仪中，采用锥形量热仪实时监测并记录Ti-C引燃剂在反应过程中的释热量、温度、质量等参数，进而进行燃烧合成法反应机理的研究。所述钛粉与碳粉的用量比为4:1。所述钛粉平均粒径为50μm。为了进一步提高Ti-C引燃剂的释热量，强化其燃烧过程的充分性和完全性，为自蔓延反应提供更多的能量，促使高温燃烧合成更高效的发生和完成，本专利技术还提供了所述实时测定Ti-C引燃剂释热量的强化方法，采用可膨胀石墨完全代替所述碳粉，与钛粉作为新型复合引燃粉，可进一步提高Ti-C引燃剂的放热量，经混匀、压制成型、并置于锥形量热仪中反应，实时记录其释热量、温度、质量等参数。所述可膨胀石墨原料满足平均粒径小于0.15mm，膨胀倍数达300mL/g。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的创新性在于拓展了锥形量热仪的应用范围，可实时提供多样、精准的释热量、温度、质量等参数，为深入研究燃烧合成法的反应机理提供基础性理化参数。(2)本专利技术中可膨胀石墨的引入可强化其释热量，Ti-C引燃剂燃烧反应更加充分。具体实施方式为了使本专利技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1：本实施提供一种实时测定Ti-C引燃剂释热量方法，将配方量12g的钛粉(平均粒径为0.05mm)与3g天然鳞片(平均粒径为0.05mm)状碳粉混合(质量比4:1)均匀后，在2.0MPa压力下压制成圆柱体状，并将其置于已调试准确的锥形量热仪中，采用锥形量热仪实时监测并记录Ti-C引燃剂在反应过程中的释热量、温度、质量等参数，结果见表1。实施例2：本实施例提供一种实时测定Ti-C引燃剂强化释热量的方法，其测试过程同实施例1，不同的在于将天然鳞片状石墨碳粉完全替换为可膨胀石墨，其满足平均粒径为0.15mm，膨胀倍数达300mL/g，结果见表1。从表1中可见采用可实时、精确地测定Ti-C引燃剂的释热量、质量等参数；同时采用可膨胀石墨替代天然鳞片状石墨碳粉，其放热量显著增加，增加了约43.9％，且其质量损失较大，表明可膨胀石墨替代鳞片状碳粉可促使其更充分反应，强化其释热量。表1实施例中反应250s时测试的理化性能参数注：TTI为引燃时间，Tp为最大热释放速率出现时刻，p-HHR为最大热释放速率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实时测定Ti‑C引燃剂释热量的方法，其特征在于，将钛粉与碳粉混合均匀后，在设计压力下压制成型，并将其置于已调试准确的锥形量热仪中，采用锥形量热仪实时监测并记录Ti‑C引燃剂在反应过程中的释热量、温度、质量参数，进而进行燃烧合成法反应机理的研究。

【技术特征摘要】
1.一种实时测定Ti-C引燃剂释热量的方法，其特征在于，将钛粉与碳粉混合均匀后，在设计压力下压制成型，并将其置于已调试准确的锥形量热仪中，采用锥形量热仪实时监测并记录Ti-C引燃剂在反应过程中的释热量、温度、质量参数，进而进行燃烧合成法反应机理的研究。2.根据权利要求1所述实时测定Ti-C引燃剂释热量及其强化方法，其特征在于，所述钛粉与碳粉的质量比为4:...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚超，赵江平，崔晓红，李华，韩煜久，杨宏刚，张田娇，周钦君，李雨星，王若琪，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61