微米锆粉的热氧化过程研究

作者：刘庆; 陈林泉; 周禹男; 苑继飞; 王健儒; 刘建忠

来源：含能材料, 2019, 27(12): 1050-1055.

• 微米锆粉
• 热氧化过程
• 热重分析
• 反应动力学
• 活化能

为探究微米锆粉的热氧化过程,进行锆粉氧化反应动力学分析,通过激光粒度分析、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等方法对所研究锆粉颗粒的粒径分布、微观形貌、元素含量以及物相特征进行了研究。通过热重分析法(TG)和差示扫描量热法(DSC)开展了不同升温速率的氧化过程研究,得到不同升温速率下锆粉氧化的DSC-TG曲线,进一步分析得到锆粉热氧化的动力学参数以及反应模型。结果表明,锆粉样品的粒径主要分布在15～46μm,颗粒形状不规则,且主要包含Zr元素,锆粉颗粒主要物相为金属Zr;锆粉氧化过程可以分为初始氧化,加速氧化、剧烈氧化和反应平衡四个阶段;锆粉的非等温氧化过程符合随机成核和随后生长模型函数,其积分表达式为G (α)=[-ln(1-α)]5/2。因此微米锆粉热氧化反应动力学的活化能Ea为175.83 kJ·mol-1,指前因子A=1.91×108s-1,反应速率常数k=1.91×108exp(-2.1×104/T)。

• 单位
  浙江大学; 西安航天动力技术研究所