纳米硼粉

单质硼的燃烧热值约为58.81MJ/kg，比单质碳高出一倍以上，大约是铝的1.9倍、镁的2.3倍，其容积热值达137.94KJ/cm3，约为碳氢燃料的3倍，分别是铝的1.66倍、镁的3.09倍。无定形纳米硼粉具有比表面积大、燃烧热值高且无污染、携带便利等优点。纳米硼粉常用作富硼型固体燃料，广泛用于航空航天、导弹固体推进剂、冶金新材料合成等军事军工领域。无定形硼粉还用于汽车安全气囊的引燃剂、核反应堆的中子吸收剂以及用于医药、陶瓷等领域。纳米硼粉具有能量密度大、燃烧热值高等优势，在固体推进剂、烟火剂、点火药、混合炸药、高能燃烧剂等领域有着重要的应用价值。但同时也存在极易团聚、点火燃烧困难、燃烧效率不高、燃烧残渣较多等问题。而解决这个问题最有效的途径是利用粘合剂对n-B颗粒表面进行包覆修饰，再引入点火性能较好的纳米金属材料，这不仅可以提高纳米硼颗粒的分散性，而且还可以降低点火延迟，提高燃烧效率。称取27.38克B2O3，23.64克Mg，7.52克KBH4，吸热反应率为30％，则原料质量比B2O3∶Mg∶KBH4为1∶0.86∶0.28，其中所述的B2O3为工业品三氧化二硼粉末，大小为100～300目；Mg为工业用镁粉，大小为100～300目；KBH4纯度96wt.％，大小为100～300目。将称量好的原料加入高速混料机(18000转/分钟)，混合6分钟，使其混合均匀；将混合料放入反应罐，振实后置入氩气保护的加热炉中，于830℃下保温13分钟引发自蔓延反应；取出反应粗产物，加入过量的0.5M盐酸浸泡反应粗产物，然后于60℃下加热搅拌8小时，溶解产物中杂质，抽滤、多次水洗，滤饼于80℃真空干燥12小时，得到纳米硼粉8.68克，收率为86.8％。