【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属粉体材料制备，具体地，涉及一种金属改性铝锂合金粉末的制备方法及粉末。
技术介绍
1、铝锂合金粉末具有良好的热反应活性，已经提出将其作为高能添加剂应用在炸药、固体推进剂等领域，然而由于锂的加入，合金表面形成了网状结构，导致合金粉末的稳定性降低，氧气易进入粉体内部导致金属被不断氧化，使铝锂合金粉末的活性金属含量降低，最终影响燃烧性能。
2、在铝锂合金粉末的表面设置包覆层，已经被提出用于改善铝锂合金粉的稳定性，有机酸、硬脂酸铝、聚硅氧烷、聚乙二醇等已经被采用作为铝锂合金粉末的包覆层，然而发现铝锂合金粉末的稳定性虽然有所提高，但粉体作为含能添加剂时，燃烧性能有限。
3、需要说明的是，本专利技术的该部分内容仅提供与本专利技术有关的
技术介绍
，而并不必然构成现有技术或公知技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有的具有包覆层的改性铝锂合金粉末燃烧性能有限的缺陷，提供一种金属改性铝锂合金粉末的制备方法及粉末，该改性粉末具有显著提高的燃烧性能。
2、为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种金属改性铝锂合金粉末的制备方法，包括：
3、向铝锂合金粉末分散液中加入第一镍盐溶液，在第一预设温度下搅拌反应，得到前驱改性粉末分散液，所述第一预设温度为30℃~60℃，所述第一镍盐溶液中镍离子的浓度为0.01mol/l~0.05mol/l，所述第一镍盐溶液的体积与所述铝锂合金粉末分散液的体积的比值为0.01~0.1；所述铝锂合金
4、向所述前驱改性粉末分散液中加入第二镍盐溶液，在第二预设温度下搅拌反应，得到改性粉末分散液，将所述改性粉末分散液固液分离后，得到金属改性铝锂合金粉末，所述第二预设温度为50℃~80℃，所述第二镍盐溶液中镍离子的浓度为0.1mol/l~0.5mol/l，所述第二镍盐溶液的体积与所述前驱改性粉末分散液的体积的比值为0.01~0.1。
5、在一些优选实施方式中，所述第一预设温度为30℃~40℃；和/或，所述第二预设温度为60℃~70℃。
6、在一些优选实施方式中，所述第一镍盐溶液中镍离子的浓度为0.01mol/l~0.03mol/l，所述第一镍盐溶液的体积与所述铝锂合金粉末分散液的体积的比值为0.01~0.04；
7、和/或，所述第二镍盐溶液中镍离子的浓度为0.2mol/l~0.4mol/l，所述第二镍盐溶液的体积与所述前驱改性粉末分散液的体积的比值为0.03~0.07。
8、在一些优选实施方式中，在所述第一预设温度下搅拌反应10min~60min，在所述第二预设温度下搅拌反应30min~90min。
9、在一些优选实施方式中，向初始铝锂合金粉末的分散液中通入干燥惰性气体后加入弱酸，反应后得到所述铝锂合金粉末分散液，所述初始铝锂合金粉末的表面具有氧化物膜和/或氢氧化物膜，所述弱酸包括氢氟酸、醋酸、乙酸中至少一种。
10、在一些优选实施方式中，未经过除膜处理的铝锂合金粉末的平均粒径为1μm~100μm，锂含量为2wt%~10wt%，铝含量为90wt%~98wt%。
11、在一些优选实施方式中，所述第一镍盐溶液和所述第二镍盐溶液均具有so42-、cl-中至少一种。
12、在一些优选实施方式中，所述铝锂合金粉末分散液的溶剂、所述第一镍盐溶液的溶剂和所述第二镍盐溶液的溶剂均包括乙醇、乙二醇和丙三醇中至少一种。
13、第二方面，本专利技术提供一种金属改性铝锂合金粉末，其通过如第一方面所述的制备方法制备得到，其包括铝锂合金内核和包覆在所述铝锂合金内核外面的镍包覆层。
14、在一些优选实施方式中，所述金属改性铝锂合金粉末的ni含量为1wt%~4wt%，燃烧热值为30000j/g~32000j/g。
15、本专利技术向铝锂合金粉末分散液中加入第一镍盐溶液，在第一预设温度下搅拌反应，通过使第一镍盐溶液中镍离子的浓度为0.01mol/l~0.05mol/l，第一镍盐溶液的体积与铝锂合金粉末分散液的体积的比值为0.01~0.1，第一预设温度为30℃~60℃，降低置换反应发生的动力学条件，能够促进先在铝锂合金粉末表面的锂的表面形成厚度均匀的镍层，向前驱改性粉末分散液中加入第二镍盐溶液，在第二预设温度下搅拌反应，通过使第二镍盐溶液中镍离子的浓度为0.1mol/l~0.5mol/l，第二镍盐溶液的体积与前驱改性粉末分散液的体积的比值为0.01~0.1，第二预设温度为50℃~80℃，能够在铝锂合金粉末表面的铝的表面形成均匀的镍层，通过两步特定条件的镍包覆，能够在铝锂合金粉末的全部表面形成厚度均匀的镍层。本专利技术在铝锂合金粉末的表面形成镍包覆层，相比其他的包覆层，第一方面，在铝锂合金粉末燃烧时，镍层容易与氧气发生反应，放出大量热量，能够提高粉体燃烧效果，第二方面，在燃烧过程中，氧气容易穿过镍层，向镍层与铝锂核的交界面渗透，与铝、锂活性金属发生氧化还原反应，能够促进铝锂的充分快速燃烧，第三方面，镍层为“桥梁”，能够进行氧的传递，即在燃烧升温过程中，镍层被外界氧氧化，镍的氧化物与活性铝、锂发生氧化还原反应再次生成镍，当活性铝锂核接收到足够的外界氧后，热反应从高活性的ni-al界面、ni-li界面向内部迅速扩散，最终将导致包覆的铝锂合金粉以破裂的方式进行氧化，能够促进铝锂合金粉的充分燃烧，第四方面，镍能够有效阻止铝和锂在室温下和空气反应，提高稳定性，通过以上多方面的作用，能够显著提高铝锂合金粉末的燃烧热值等燃烧性能。
16、本专利技术若仅仅采用第一步反应，在铝锂合金粉末表面包覆镍层，无法在铝锂合金粉末表面的铝的表面形成镍层，铝锂合金粉末表面的铝的表面容易形成氧化铝，在燃烧过程中，氧气不容易穿过氧化铝层，影响铝锂的充分快速燃烧，在燃烧升温过程中，氧化铝不能起到传递氧的作用，影响铝锂合金粉的充分燃烧。若仅仅采用第二步反应的条件，向铝锂合金粉末分散液中加入镍盐溶液，镍盐溶液中镍离子的浓度为0.1mol/l~0.5mol/l，镍盐溶液的体积与铝锂合金粉末分散液的体积的比值为0.01~0.1，在50℃~80℃的温度下搅拌反应，固液分离得到改性粉末，镍和铝与镍和锂的反应动力学条件不同，动力学条件较高时，分子运动加剧，反应物之间的碰撞键合概率较大，生成的纳米镍颗粒尺寸较大，动力学条件较低时，生成的纳米镍颗粒尺寸较小，最终容易导致铝核部分和锂核部分包覆不均匀，锂核部分包覆层较厚，铝核部分包覆层较薄，而包覆层过厚会导致铝、锂活性金属有效含量降低，燃效效率降低。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种金属改性铝锂合金粉末的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一预设温度为30℃~40℃；和/或，所述第二预设温度为60℃~70℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一镍盐溶液中镍离子的浓度为0.01mol/L~0.03mol/L，所述第一镍盐溶液的体积与所述铝锂合金粉末分散液的体积的比值为0.01~0.04；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述第一预设温度下搅拌反应10min~60min，在所述第二预设温度下搅拌反应30min~90min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，向初始铝锂合金粉末的分散液中通入干燥惰性气体后加入弱酸，反应后得到所述铝锂合金粉末分散液，所述初始铝锂合金粉末的表面具有氧化物膜和/或氢氧化物膜，所述弱酸包括氢氟酸、醋酸、乙酸中至少一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，未经过除膜处理的铝锂合金粉末的平均粒径为1μm~100μm，锂含量为2wt%~10wt%，铝含量为90wt%~98w
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一镍盐溶液和所述第二镍盐溶液均具有SO42-、Cl-中至少一种。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝锂合金粉末分散液的溶剂、所述第一镍盐溶液的溶剂和所述第二镍盐溶液的溶剂均包括乙醇、乙二醇和丙三醇中至少一种。
9.一种金属改性铝锂合金粉末，其特征在于，其通过如权利要求1~8任一项所述的制备方法制备得到，其包括铝锂合金内核和包覆在所述铝锂合金内核外面的镍包覆层。
10.根据权利要求9所述的金属改性铝锂合金粉末，其特征在于，所述金属改性铝锂合金粉末的Ni含量为1wt%~4wt%，燃烧热值为30000J/g~32000J/g。
...【技术特征摘要】
1.一种金属改性铝锂合金粉末的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一预设温度为30℃~40℃；和/或，所述第二预设温度为60℃~70℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一镍盐溶液中镍离子的浓度为0.01mol/l~0.03mol/l，所述第一镍盐溶液的体积与所述铝锂合金粉末分散液的体积的比值为0.01~0.04；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述第一预设温度下搅拌反应10min~60min，在所述第二预设温度下搅拌反应30min~90min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，向初始铝锂合金粉末的分散液中通入干燥惰性气体后加入弱酸，反应后得到所述铝锂合金粉末分散液，所述初始铝锂合金粉末的表面具有氧化物膜和/或氢氧化物膜，所述弱酸包括氢氟酸、醋酸、乙酸中至少一种。
【专利技术属性】
技术研发人员：张思源，王彦军，张鑫，阴荫，侯玉柏，胡晓蕾，
申请(专利权)人：北矿新材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。