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摘要
小粒径的铝粉在燃烧时易形成团聚，会严重影响铝粉的燃烧效率。铝(Al)与聚四氟乙烯(PTFE)通过基于机械活化原理的行星式球磨机工艺制备出的含能材料可以有效地解决团聚问题。本文采用仿真与实验相结合的方式，研究微米级铝粉在球磨的过程中破碎前的塑性变形以及破碎后的粒径变化。由于微米级粉体与磨球尺寸跨度过大，所以采用多尺度仿真，分别对磨球的相对速度分布、粉体应力能量分布以及粉体塑性变形过程中的能量变化进行研究。结果表明：磨球相对速度的法向分量分布呈幂律分布，且77%的碰撞集中在低速区间；对比粉体的应力能量分布与塑性变形时的能量变化，可以得到粉体的形态变化以及不同状态下的粉体数量，塑性变形阶段的最高能量为1.102×10-9 J，且粉体应力能量在1.102×10-9 J以下的占比为48.75%；对球磨实验中粒径变化进行曲线拟合，其判定系数R2为0.99946，数值接近于1，具有较强的可预测性；结合破碎前的塑性变形，可以实现对球磨任意时间后的颗粒粒径的预测。
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单位机电工程学院; 陕西科技大学
