[发明专利]一种实时测定Ti-C引燃剂释热量及其强化方法

说明书

本发明提出一种实时测定Ti‑C引燃剂释热量及其强化方法，采用锥形量热仪实时监测Ti‑C引燃剂在反应过程中的释热量、温度、质量等参数，为深入研究燃烧合成法制备复合材料提供准确、可靠度高的理化参数；同时为了进一步提高Ti‑C引燃剂的放热量，采用可膨胀石墨与钛粉反应，不仅放热量增大，同时燃烧反应的更加充分。在拓展锥形量热仪应用的基础上，首次公开了采用可膨胀石墨强化Ti‑C引燃剂释热量的方法，开辟了燃烧合成法机理研究的新思路。

技术领域

本发明属于化工合成方法技术领域，特别涉及一种实时测定Ti-C引燃剂释热量及其强化方法。

背景技术

Ti-C引燃剂复合粉作为一种常用于自蔓延高温合成复合材料的引燃剂，具有引燃温度低、放热量大等特点，但是当前在研究其反应机理时，在热力学理论计算的基础上，判断反应产物及其稳定性，然后主要采用热电偶或在综合热分析仪实时记录反应体系的温度，或者采用“燃烧波淬熄法”对燃烧合成过程中的相转变及组织转变过程直接观察，进而研究Ti-C引燃剂复合粉体系的反应机理。由于自蔓延燃烧合成过程是非理想的绝热过程，存在热量损失，造成燃烧反应不完全的原因；热分析仪研究时样品用量太低，与实际反应差异较大；温度记录仪只能测定温度，数据较少，且微观形貌分析只能定性而难以定量。因此探索可实时测定Ti-C引燃剂复合粉释热量及其质量、燃烧时CO含量等数据的方法，有助于进一步深化对自蔓延燃烧合成过程的反应机理研究。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种实时测定Ti-C引燃剂释热量及其强化方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种实时测定Ti-C引燃剂释热量的方法，其特征在于，将钛粉与碳粉混合均匀后，在设计压力下压制成型，并将其置于已调试准确的锥形量热仪中，采用锥形量热仪实时监测并记录Ti-C引燃剂在反应过程中的释热量、温度、质量等参数，进而进行燃烧合成法反应机理的研究。

所述钛粉与碳粉的用量比为4:1。

所述钛粉平均粒径为50μm。

为了进一步提高Ti-C引燃剂的释热量，强化其燃烧过程的充分性和完全性，为自蔓延反应提供更多的能量，促使高温燃烧合成更高效的发生和完成，本发明还提供了所述实时测定Ti-C引燃剂释热量的强化方法，采用可膨胀石墨完全代替所述碳粉，与钛粉作为新型复合引燃粉，可进一步提高Ti-C引燃剂的放热量，经混匀、压制成型、并置于锥形量热仪中反应，实时记录其释热量、温度、质量等参数。

所述可膨胀石墨原料满足平均粒径小于0.15mm，膨胀倍数达300mL/g。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的创新性在于拓展了锥形量热仪的应用范围，可实时提供多样、精准的释热量、温度、质量等参数，为深入研究燃烧合成法的反应机理提供基础性理化参数。

(2)本发明中可膨胀石墨的引入可强化其释热量，Ti-C引燃剂燃烧反应更加充分。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

本实施提供一种实时测定Ti-C引燃剂释热量方法，将配方量12g的钛粉(平均粒径为0.05mm)与3g天然鳞片(平均粒径为0.05mm)状碳粉混合(质量比4:1)均匀后，在2.0MPa压力下压制成圆柱体状，并将其置于已调试准确的锥形量热仪中，采用锥形量热仪实时监测并记录Ti-C引燃剂在反应过程中的释热量、温度、质量等参数，结果见表1。

实施例2：