[发明专利]一种产气药柱、产气药柱的制备方法及固体氧气发生器

权利要求书

1.一种产气药柱，所述产气药柱(1)为柱状，一端为点火端，另一端为排气端，其特征在于，从点火端至排气端的柱状轴向被分成至少两段，每段的装药孔隙率不同且从点火端向排气端的段间装药孔隙率依次降低；

当所述产气药柱(1)包括两段时，靠近点火端的一段药柱(11)的装药孔隙率在35-65％之间，靠近排气端的二段药柱(12)的装药孔隙率在5-35％之间，且同一产气药柱上靠近点火端的一段药柱(11)的装药孔隙率大于靠近排气端的二段药柱(12)的装药孔隙率；

所述产气药柱(1)不同药柱段之间的连接方式为平面接触或者凹凸面接触；

所述产气药柱(1)的装药原料包括：产氧剂、金属粉末、催化剂和粘合剂；

所述产氧剂包括碱金属氯酸盐或碱金属高氯酸盐；所述碱金属氯酸盐或碱金属高氯酸盐包括氯酸钠、氯酸钾、氯酸锂、高氯酸钠、高氯酸钾、高氯酸锂中的一种或多种；

所述金属粉末包括铁粉、硅粉、钛粉中的一种或多种；

所述催化剂包括金属氧化物和/或金属氢氧化物；

所述粘合剂为无机粘合剂，所述无机粘合剂包括硅酸钠和/或硅酸钾；

其制备方法，包括以下步骤：

S1、原材料造粒：

将产气药柱原料充分混合后，根据产气药柱在高度方向被分成的段数，使用筛网或者造粒机对原料进行造粒，获得跟产气药柱段数数值对应的几类不同粒径范围颗粒；

S2、分段成型：

S21、先将粒径范围最小的一类颗粒装填于与产气药柱外形尺寸匹配的模具底部，根据所述所需孔隙率计算出所需密度，然后计算装填高度，再将原料颗粒压制到计算的装填高度；

S22、在80℃温度下烘干24h，进行固化；

S23、再将粒径范围值大于步骤S21中所用颗粒的第二类颗粒装填于步骤S22固化后的产气药柱段上部，根据所述所需孔隙率计算出所需密度，然后计算装填高度，再将原料颗粒压制到计算的装填高度；

S24、在80℃温度下烘干24h，进行固化；

S25、重复步骤S23至S24的操作，将各类原料颗粒按照颗粒度范围从小到大的顺序依次装填、压制、固化；

S26、得到所述产气药柱；

所述步骤S21和S23中，装填高度的计算方法为：

1)所需孔隙率∈_ρ为每段产气药柱内孔隙占所在产气药柱段的体积比，计算公式(1)为：

其中ρ_ch为产气药柱段实际密度，ρ_c为产气药柱段理论最大密度；

所述产气药柱段理论最大密度是假设此状态下产气药柱段孔隙率为零，通过产气药柱原料计算获得；

根据期望的孔隙率，利用公式(1)获得产气药柱段实际密度ρ_ch；

2)根据模具内径尺寸获得其截面积A，即药柱段的截面积，结合称取的原料颗粒质量M，根据公式(2)计算装填高度h：

2.如权利要求1所述的产气药柱，其特征在于，

所述步骤S1的原料造粒之前，还包括将产氧剂、金属粉末以及催化剂进行过筛；然后将过筛后的产氧剂、金属粉末以及催化剂混合均匀，形成混合粉末；再将粘合剂与水混合形成液体状，最后将混好的粘合剂倒入混合好的混合粉末中的步骤。

3.如权利要求1所述的产气药柱，其特征在于，所述步骤S1中，原材料造粒尺寸在150μm～1000μm之间。