産業資訊 / Industry

美國陸軍研究表明氧化石墨烯可以改善彈藥性能

近日消息,美國陸軍的研究人員與RDECOM實驗室、陸軍企業研究實驗室(ARL)、斯坦福大學、麻省理工學院、南加州大學和阿貢國家實驗室合作,發現了一種方法,通過點燃塗有氧化石墨烯的微米鋁粉末,從戰場系統中常見的含鋁高能材料中可獲取更多能量。這項研究可以提高金屬粉末在陸軍彈藥中作為推進劑/爆炸成分的性能。

這一發現利用氧化石墨烯作為一種有效的輕質添加劑,而在實際的高能應用中通常使用微米尺寸的鋁粉(Al),即直徑為百萬分之一米的鋁顆粒。

“因為鋁(Al)理論上可以釋放大量的熱量(每克多達31千焦耳),并且由于其儲量豐富而相對便宜,因此微米級的鋁粉已被廣泛用于高能量應用,”該團隊表示。然而,由于鋁粉光吸收差,它們很難被光學閃光燈點燃。為了改善點火期間鋁粉的光吸收,經常需要與重金屬氧化物混合,這降低了能量性能。

納米Al粉末可以更容易用廣域光閃光燈點燃,釋放熱量的速度比傳統的單點火方法(如熱管點火)要快得多。不幸的是,納米Al粉末非常昂貴。

該小組展示了Al/GO複合材料作為潛在推進劑/炸藥成分的價值。本研究表明,GO可以通過光閃光燈有效地點燃Al粉,以更快的速度釋放更多的能量,從而大大提高Al的高能性能,而不需用昂貴的納米Al粉末。研究小組還發現,可以通過改變GO含量來控制鋁粉的點火和燃燒,以達到預期的能量輸出。

除了斯坦福小組展示光閃光燈加熱Al/GO複合材料增強燃燒效應外,ARL的物理科學家戈特弗裡德博士還證明,GO增加了Al在微秒刻度上的反應量,即百萬分之一秒-這一制度類似于爆轟事件期間釋放的爆炸能量。利用激光誘導高能材料空氣沖擊(LASEM)技術,用脈沖激光引發Al/GO複合材料時,Al/GO的放熱反應加速了激光誘導沖擊速度超過純Al或純GO的速度。戈特弗裡德說,“因此,Al/GO複合材料除了增強燃燒或爆炸效應之外,還具有增加軍用配方的爆炸威力的潛力。”因此,這一發現可用于提高現有武器系統的射程和(或)殺傷力。

鋁熱劑

鋁熱劑是鋁粉和難熔金屬氧化物的混合物。常見鋁熱劑是鋁粉和三氧化二鐵粉末按比例配成呈粉紅色的混合物(比例約為1:2.95),當用引燃劑點燃,反應猛烈進行,得到氧化鋁和單質鐵并放出大量的熱,溫度可到2500℃,并發出耀眼的光芒,能使生成的鐵熔化。鋁熱劑是鋁熱反應的重要成分,鋁熱反應在軌道焊接等高溫戶外作業中發揮重要作用。可用于引發一些需要高溫的反應。

本文來自石墨烯資訊,本文觀點不代表利特納米立場,轉載請聯系原作者。

相關文章

免费观看在线污污的视频,免费视频在线观看