(1)成果簡(jiǎn)介
無(wú)定形硼粉具有燃燒熱值高、能量釋放大等特點(diǎn),作為高能燃料在航天、兵器、民爆等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。目前市場(chǎng)上普遍存在的B90硼粉純度低(總硼含量約90wt.%)、點(diǎn)火燃燒困難、用于推進(jìn)燃料制藥工藝黏度大、有效硼加入量不足,限制了硼粉在重大裝備中的應(yīng)用進(jìn)程。國(guó)內(nèi)外研究表明,對(duì)硼粉進(jìn)行純度提升、表面復(fù)合改性及團(tuán)聚制粒等處理方式是實(shí)現(xiàn)硼粉實(shí)用化的有效途徑。礦冶集團(tuán)北礦新材開發(fā)的高能量系列硼粉燃料,采用高效液相提純技術(shù)實(shí)現(xiàn)了B95硼粉(總硼含量≥95wt.%)制備,具有活性高,燃燒熱值大等特點(diǎn);在國(guó)內(nèi)首先開發(fā)出獨(dú)特的“電爆霧化法制備活性金屬?gòu)?fù)合硼粉”專利技術(shù),實(shí)現(xiàn)了硼粉表面活性金屬?gòu)?fù)合改性,縮短了硼粉點(diǎn)火延遲時(shí)間,燃燒效率較純硼粉獲得明顯提升;同時(shí),開發(fā)出了易崩散致密團(tuán)聚硼粉,實(shí)現(xiàn)了不同粒徑類球形團(tuán)聚硼粉批量化制備,有效解決了硼粉由于粒徑小、比表面積大導(dǎo)致難以大量添加到推進(jìn)燃料中的難題。該成果推出的B95高純超細(xì)硼粉、活性金屬?gòu)?fù)合硼粉及易崩散致密團(tuán)聚硼粉等高能量系列硼粉燃料已實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定批量生產(chǎn),為國(guó)家重點(diǎn)裝備的研制提供了關(guān)鍵原料保障。
(2)主要性能指標(biāo)及適用條件范圍
1)B95硼粉:總硼含量≥95%;Mg含量≤2.0%、O含量≤2.5%;粒度D50: ≤1μm;2)活性金屬?gòu)?fù)合硼粉:活性物質(zhì)復(fù)合量:M=3%~15%可控;點(diǎn)火延遲時(shí)間≤30ms;燃燒熱值≥30MJ/kg;3)易崩散致密團(tuán)聚硼粉:硼含量≥75%;粒度:20~40目,40~80目,80~120目;松裝密度:≥0.75g/cm3。適用于高能推進(jìn)劑、高威力火炸藥、特種彈藥等高能燃料。
(3)成果應(yīng)用情況
高能量系列硼粉燃料已在航天固體推進(jìn)燃料中獲得規(guī)模應(yīng)用,極大推動(dòng)了重大裝備研制進(jìn)程;同時(shí),產(chǎn)品積極向粉末沖壓燃料、凝膠推進(jìn)燃料、特種燃燒劑、干擾裝備、高威力炸藥等領(lǐng)域推廣應(yīng)用,對(duì)促進(jìn)重大裝備的升級(jí)換代具有重要意義。
(4)成果展示


圖1 95及高純超細(xì)硼粉

圖2 活性金屬?gòu)?fù)合硼粉

圖3 易崩散致密團(tuán)聚硼粉