韓國(guó)材料研究所成功開發(fā)新型鋁粉末表面處理技術(shù)
近日,韓國(guó)材料研究所旗下的粉末/陶瓷研究總部金京泰(音譯)博士研究團(tuán)隊(duì)在韓國(guó)成功開發(fā)出極細(xì)微鋁粉末表面處理技術(shù),與現(xiàn)有的鋁粉末材料相比,與氧的反應(yīng)活性提高了2倍以上,而且可以確保操作的穩(wěn)定性。
這項(xiàng)技術(shù)除去了鋁粉末表面致密存在的氧化膜,涂覆上熱力學(xué)穩(wěn)定的含氟有機(jī)物,與自然形成的氧化膜相比,有機(jī)涂層在較低的溫度下受熱也可輕易除去,作為固體燃料,在產(chǎn)生高能量的條件下,鋁粉末可以具備較高的氧化反應(yīng)性,另外,有機(jī)涂層可以使得鋁粉末避免直接與外部氧氣接觸,與鋁相比,在常溫常壓環(huán)境下更易安全儲(chǔ)存。
純鋁與氧結(jié)合時(shí),與其他材料相比,氧化反應(yīng)速度塊,產(chǎn)生的熱量也很高。美國(guó)、俄羅斯等國(guó)家借助鋁粉末劇烈的氧化反應(yīng),將其作為火箭推進(jìn)劑、火藥、焊接材料,廣泛用于航空、民用及國(guó)防軍工行業(yè)。只有當(dāng)表面致密堅(jiān)固的氧化膜完全除去,鋁粉末優(yōu)秀的氧化反應(yīng)性和電導(dǎo)性等性能才能完全發(fā)揮出來(lái),而這至少需要1000℃的熱量。而且,在除去氧化膜的過程中,純鋁直接暴露于大氣中,也極可能發(fā)生爆炸,這些都是另鋁粉末研究人員頭疼的問題。
為了解決這些問題,材料研究所研究團(tuán)隊(duì)試圖輕易除去表面形成的氧化膜,采用了含氟有機(jī)物,可以提高鋁粉末本身的穩(wěn)定性和反應(yīng)性。涂覆后的鋁粉末在250℃以下的溫度可以脫去有機(jī)物涂層,與含有氧化膜的、相同尺寸的鋁粉末相比,反應(yīng)速度至少可以提高2倍以上,值得一提的是,利用現(xiàn)有涂裝工藝技術(shù),易于構(gòu)建相關(guān)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。
今后這項(xiàng)技術(shù)有助于提高鋁粉末的氧化反應(yīng)性,可作為人工衛(wèi)星發(fā)射火箭的固體燃料材料,釬焊的原材料。結(jié)合有機(jī)物粘接和混合技術(shù),可用作包括光伏電池在內(nèi)的各種電子元件和高電導(dǎo)性金屬焊劑材料,這有望提升鋁粉末的附加值,取代進(jìn)口粉末材料。
研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人金京泰表示,如果這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,鋁粉末在國(guó)防及電子零配件領(lǐng)域都可創(chuàng)造極大的價(jià)值,將為韓國(guó)材料和技術(shù)發(fā)展發(fā)揮巨大的作用。