Page 191 - 《爆炸与冲击》2026年第9期

第 46 卷 王慧婷，等： 不同双金属超分子化合物抑制镁粉爆燃火焰的实验研究 第 9 期

120 120

MgAl-Cl 100 CaFe-Cl
Flame propagation velocity/(m·s⁻¹) 80 Flame propagation velocity/(m·s⁻¹) 80
100
MgAl-CO 3
CaFe-CO 3
60
60
40
40
20
20
0
0 10 20 30 40 50 0 0 10 20 30 40 50 60 70
Time/ms Time/ms
(a) Flame propagation velocity with MgAl (b) Flame propagation velocity with CaFe
bimetallic supramolecular compound bimetallic supramolecular compound
图 9 加入不同双金属超分子化合物的火焰速度
Fig. 9 Flame velocity with different types of bimetallic supramolecular compound

2.4 双金属超分子化合物的抑制机理
由于双金属超分子化合物金属层板与层间阴离子的多样性，且抑爆机理为物理与化学协同作用，因
而本文将从它的层状结构与离子多样性 2 方面对其抑制机理进行说明。
双金属超分子化合物材料在参与爆燃反应时主要通过层间水分子脱附、层板结构分解吸收热量，从
而降低火焰温度，抑制爆燃反应的发生。图 10(a) 为镁粉的 TG-DSC 曲线。在 20～583 ℃，TG 曲线呈现
平缓趋势（质量减少 3.82%），对应 DSC 曲线的波动范围小于±0.5 μW/mg，表明镁粉在 583 ℃ 前具有优异
的热稳定性，TG 曲线趋势平缓说明在这一温度区间 Mg 粉并未与空气中的 O 发生氧化反应，DSC 曲线
2
波动范围小且并未出现明显的吸热与放热峰，说明在这一温度范围内镁粉也未发生物相变化。在高温
阶段，对应 583～800 ℃，在临界温度 T =583 ℃ 附近，TG 曲线失重速率急剧增大，至 583～644 ℃ 区间累
c
计质量损失率 Δm≈36%，DSC 曲线同步出现陡峭吸热峰（峰值温度 T=627 ℃），该吸热效应与 TG 失重呈
强相关性，说明镁粉在 583 ℃ 附近与 O 发生快速燃烧反应生成 MgO。
2
150 6

TG 644 ℃, 139.61% 100 65 ℃, 99.96% TG
DSC 627 ℃ 5 DSC 0.2
140
590 ℃ 4 95 626 ℃ 0.1
Weight loss ratio/% 120 3 2 Heat flow/(μW·mg −1 ) Weight loss ratio/% 90 220 ℃, 90.73% 563 ℃, 84.9% 0 Heat flow/(μW·mg −1 )
130
260 ℃
85
110
0 1 80 143 ℃ −0.1
100 583 ℃, 103.82% 75 712 ℃, 75.39%
−1 −0.2
100 200 300 400 500 600 700 800 100 200 300 400 500 600 700 800
Temperature/℃ Temperature/℃
(a) Mg (b) CaFe-CO 3

图 10 Mg 与 CaFe-CO 3 的热分解特性曲线
Fig. 10 Thermal decomposition characteristic curves of Mg and CaFe-CO 3
图 10(b) 所 示 为 CaFe-CO 的 3 TG-DSC 曲 线 ， 可 以 将 曲 线 分 为 3 个 阶 段 ， 低 温 区 为 65～ 220 ℃ ：

DSC 曲线在 80～150 ℃ 区间呈现显著的吸热峰，对应 TG 曲线出现初始失重（Δm≈9.23%），此阶段吸热效

095401-9