Page 186 - 《爆炸与冲击》2025年第9期

第 45 卷 黄钰雄，等： 硬脂酸包覆铝粉爆炸火焰传播机理研究 第 9 期

1 实 验

1.1 材料的制备与表征

1.1.1 材料的制备
实验采用的高纯铝粉样品平均粒径为 30 μm，对硬脂酸样品进行破碎过筛（200 目标准筛）处理。实
验开始前，将 2 种材料全部放置在真空干燥箱中，在 40 ℃ 下干燥 12 h，以减少水分的影响。
实验用 SA@Al 的制备方法如图 1 所示。首先，称取一定质量的硬脂酸和铝粉，将硬脂酸置于无水
乙醇中，待硬脂酸完全溶解后，将铝粉分散到硬脂酸溶液中 [15-16] ，在 65 ℃ 下搅拌 2 h，直至充分混合，用无
水乙醇清洗 3 遍；然后，在溶剂完全蒸发之前，将样品放入 10 ℃ 的冷水中急冷，以防止液态硬脂酸从铝
粉表面流失，保证硬脂酸完全固化在铝粉表面；最后，将样品放入真空干燥箱中常温烘干，即可得到
S A @ A l 样 品 。 定 义 硬 脂 酸 的 理 论 包 覆 浓 度 （ C S A ） 为 硬 脂 酸 的 质 量 m S A 与 铝 粉 质 量 m A l 之 比 ， 即
C =m /m ，制备得到的不同硬脂酸包覆浓度的 SA@Al 样品，分别记为 5% SA@Al、10% SA@Al 和
SA
Al
SA
15% SA@Al。

Stearic acid
Stir for 2 hours
65 ℃

Stearic acid anhydrous Al Thermostatic magnetic Circulating water vacuum
ethanol solution stirrer filter pump

Stearic acid Rinse
CH 3 Liquid stearic acid
Aluminum
(CH 2 ) 16 Rapid cooling
C Complete cure
O O
Al Ice water
SA@Al particle Vacuum drying oven Incomplete coated SA@Al
图 1 硬脂酸包覆铝粉的制备流程
Fig. 1 Preparation process of stearic acid-coated aluminum powder

1.1.2 材料的表征
为了验证硬脂酸成功包覆于 Al 粉表面，采用型号为 FEI Nova NanoSEM 450 的扫描电子显微镜
（scanning electron microscope，SEM）和 X 射线衍射仪（D8 Advance），对 Al 和 10% SA@Al 粉尘样品的微
观形貌及物质成分进行了测试，结果如图 2～3 所示。从图 2 可以看出：Al 颗粒近似为球形，表面光滑，
具有良好的分散性；10% SA@Al 颗粒表面不平整，有明显的包覆痕迹。
图 3 给出了 SA、Al 和 10% SA@Al 粉体的 X 射线衍射图谱。从图 3 可以看出，SA 在 11.25°、16.12°、
22.23°、24.74 °的特征衍射峰在 10% SA@Al 谱图中有微弱呈现。与铝晶体的 PDF 标准卡片（JCPDS: 89-4037）
比较，10% SA@Al 在 2θ 为 38.47°、44.72°、65.09°、78.20°及 82.43°的衍射峰与标准 Al 的衍射峰一致，且
该图谱中 5 条衍射峰的角度对应的衍射晶面分别为 (111)、(200)、(220)、(311) 和 (222)，说明铝粉的晶体
结构并未发生改变，硬脂酸以包覆的形式粘附于铝粉表面。
此外，采用激光粒度分析仪（型号为 Malvern Mastersizer 3000）对 Al 和 10% SA@Al 的粒度分布进行
表征，结果如图 4 所示。可以看出，Al 粉的粒径分布范围为 13.32～49.70 μm，其中表面积平均粒径

D [3,2 ] 为 25.27 μm，体积平均粒径 D [4,3 ] 为 30.04 μm，中位粒径 D 为 0 28.44 μm。10% SA@Al 粒子的直径分
5

095401-3