پوشش‌دهي پودر آلومينيم به منظور غيرحساس سازي و كاربرد در محيط‌هاي آبي

در دهه‌هاي گذشته، ذرات پودري فلزي دانه ريز، با روش‌هاي مختلفي تهيه و در زمينه‌هاي مختلف از جمله علم مواد به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. پودر آلومينيم با دانه‌بندي خيلي ريز كاربرد گسترده‌اي در فرمولاسيون مواد پرانرژي دارد. آنتالپي احتراق بالاي پودر آلومينيم موجب شد تا از آن به طور گسترده در پيشرانه‌ها و مواد منفجره استفاده شود. با كاهش اندازه ذرات آلومينيم و افزايش در سطح فعال، سرعت سوزش به ميزان قابل توجهي افزايش مي‌يابد. از سوي ديگر، مشكل اساسي در استفاده از پودر آلومينيم مربوط به كاهش محتوي فلزي در اثر واكنش‌پذيري اين ذرات است. از ديگر مشكلات موجود بر سر راه استفاده از اين پودر، غير‌فعال شدن ذرات پودر آلومينيم (به دليل اكسيد شدن) پس از توليد است. براي تثبيت ذرات پودر آلومينيم لازم است كه ذرات توسط لايه نازكي پوشش‌دهي شوند. در اين تحقيق، ذرات پودر آلومينيم توسط رزين وايتون پوشش داده شدند و به منظور بررسي عملكرد، با ذرات پوشش داده شده با اسيد استياريك مقايسه شدند. پودرهاي غيرحساس شده توسط آناليز SEM، TEM، EDS و هم‌چنين تست پايداري در آب مورد بررسي قرار گرفتند. طبق نتايج TEM، ضخامت لايه پوششي در حدود 30 نانومتر بود. هم‌چنين مشخص شد كه پودرهاي پوشش‌ داده شده با وايتون و استياريك اسيد مقاومت خوبي در برابر اكسيد‌شدن در محيط‌هاي آبي و غير آبي از خود نشان مي دهند، كه بيانگر عملكرد محافظتي مناسب پوشش براي پودر آلومينيم در برابر هوا و محيط هاي مرطوب و همچنين غيرحساس شدن اين ذرات است.

In the last decade, superfine powders of metals synthesized by several methods have been widely used in a number of different fields of materials science. Superfine aluminum powders (SFAPs) have a broad application in energetic formulations. Aluminum powders have a high combustion enthalpy, which is why they are widely used in propellants, explosives, and pyrotechnics. The decrease in the size of aluminum particles and increase in the reaction’s surface area, considerably increase the combustion rate of the propellant composition. On the other hand, the basic problem of using aluminum powders is the relatively low content of metallic aluminum because of its high reactivity. Another problem of aluminum powders is the passivation after production. To stabilize aluminum powders, it is necessary to cover them by a thin film. Herein, aluminum powders surfaces were covered with viton resin and stearic acid and their properties were compared. The process of coating and analysis of passivated powders was studied by SEM, TEM and EDS. The thickness of the coated layer was about 30 nm according to the results of transmission electron microscopy (TEM) while the mean diameter of the aluminum particle was 1 µm. The coated powders with viton and stearic acid showed the increased stability to oxidation in water and air during the storage period.