本项目用爆轰管对纳米氧化物的气相爆轰合成机理进行研究。以氢氧为爆源,通入四氯化钛或四氯化硅气体组成多元爆轰系统,点火引爆,对爆轰合成纳米氧化钛、纳米氧化硅的理化性能进行研究,通过爆压、爆速测试,寻求爆源、爆轰参数与纳米粉末理化性能对应关系。实验发现该方法制得的纳米SiO2颗粒大小分布较为均匀,粒径较小,大约在10nm左右,形状近似球形,生成的纳米SiO2产物纯度可达99%以上。把四氯化钛溶解在乙醇中,在比较低的温度下就可以完全气化,结果表明,比氢氧气相爆轰(燃)制备出的TiO2的颗粒更小(大约20~30nm),更均匀,且制备出了纯净的金红石相。分析了在化学反应、晶核形核、晶粒生长、晶粒间吸附凝聚等过程中的一系列影响因素。改进了kruis 模型,推导出了气相爆燃合成和爆轰合成的晶核扩散生长模型,计算结果和实验结果比较在爆轰波结构分析基础上求解温度历程,拟利用颗粒动力学原理研究纳米颗粒碰撞、长大机理。气相爆轰用于纳米氧化物合成研究,实际上也是激波管在纳米材料合成的具体应用研究。该研究有助于激波管中的脉冲爆轰研究,同时结合气相爆轰合成机理有助于拓展脉冲发动机在新型材料的合成应用研究。
英文主题词nano-oxide;gas detonation;detonation wave structure;particle dynamics;nano characterization