高活性集中放热的Al-Mg-Zr合金燃料的制备与性能

采用紧耦合气雾化法制备了Mg含量为5%~30%的新型Al-Mg-Zr三元合金燃料。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)/能量分散谱(EDS)和热重-差热分析(TG-DTA)分别表征了合金粉的相组成、形貌和氧化放热行为, 并提出了一个氧化反应机制模型, 解释合金粉的集中氧化放热现象。结果表明, 合金粉的相组成主要有Al、Al3Mg2、Al3Zr和Al12Mg17, 且粉末具有良好的球形度。随着Mg含量的升高, Al-Mg-Zr合金发生氧化反应的温度明显降低, 氧化过程由多步氧化逐渐转变为一步氧化, 能量释放量先增后减。Al78Mg20Zr2和Al73Mg25Zr2粉末分别在945 ℃和938 ℃呈现集中氧化放热, 并且Al78Mg20Zr2粉末的集中氧化反应比较完全, 该粉末的最高氧化放热焓为-9798.8 μV·s·mg-1