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鋁粉新聞

納米鋁粉(納米鋁)

發(fā)布時間:2022/09/30 作者: Meiqi
納米鋁作為一種新型材料,主要應(yīng)用領(lǐng)域有三個方面,包括火箭推進(jìn)劑、火炸藥、太陽能電池鋁背。這三個方面對于國家的軍事和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有非常重要的意義。納米鋁材料可使導(dǎo)彈和魚雷在目標(biāo)采取規(guī)避措施前就以極快的速度進(jìn)行攻擊,并能使發(fā)射藥燃燒率達(dá)到現(xiàn)有發(fā)射藥的10倍,使子彈的攻擊速度更快。
2014年9月,美國萊斯大學(xué)納米光子學(xué)實驗室(LANP)在《國家科學(xué)院學(xué)報》網(wǎng)絡(luò)版上,公布了一項研究成果,它是一項全新的彩色顯示技術(shù),使用了通常應(yīng)用于頂級液晶電視和顯示器的鋁納米粒子,可以顯示出生動的紅、藍(lán)、綠三色,初步解決了“烏賊皮”顯示顏色的難關(guān)。該研究成果發(fā)表

這項突破性發(fā)現(xiàn)來自萊斯大學(xué)自2010年起啟動的系列研究中的最新成果。該系列研究旨在制作出能模仿頭足類動物(以烏賊、章魚、魷魚為代表)變色能力的超材料。

納米鋁粉(納米鋁)

研究小組的目標(biāo)就是模仿這些神奇的動物皮膚,以同樣的方式將分布式光傳感和處理能力完美結(jié)合,并實現(xiàn)于超材料當(dāng)中。為成功制造出“烏賊皮”,工程師們面臨著兩大挑戰(zhàn):一是要創(chuàng)造出一種能像烏賊皮膚一樣感知到周圍環(huán)境光線顏色的材料,二是要設(shè)計出一種能夠?qū)Ω兄鞒龇磻?yīng)并顯示生動偽裝紋飾的系統(tǒng)。
該材料的工作原理為,材料上布滿了5平方微米大小的像素點(diǎn),小于商用液晶屏像素近40倍。通過電子束沉積技術(shù),使一個個鋁納米棒陣列排列于每個像素點(diǎn)中,每個像素點(diǎn)中包含有數(shù)百個納米鋁棒,鋁納米棒長約100納米,寬約40納米。他們通過改變納米棒的長度和間距,使像素點(diǎn)顯示出明亮艷麗的紅、藍(lán)、綠色調(diào)。其色彩質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通的鋁納米顆粒像素,效果甚至能與高清液晶屏相媲美。

通過對納米棒進(jìn)行有序排列這一關(guān)鍵手段,成功解決了現(xiàn)有鋁納米棒技術(shù)曾存在的色彩不夠艷麗和易褪色問題,這項技術(shù)未來有望廣泛應(yīng)用于液晶顯示器領(lǐng)域,代替易褪色和漂白的常用顯示器著色劑。

納米鋁粉(納米鋁)

應(yīng)用領(lǐng)域
火箭
鋁的含量金屬元素在地殼中占據(jù)了第二的位置,僅次于鐵的含量。在日常生活中,各種鋁制品已經(jīng)被人們大量使用。更值得注意的是,由于鋁的密度高,耗氧量低,有高的燃燒焓,使得在固體推進(jìn)劑中可以有較高的鋁粉含量,對提高比沖的作用相當(dāng)顯著。再加上原材料豐富,成本較低,因此作為能量材料的添加劑被廣泛應(yīng)用在火箭推進(jìn)劑中。與普通鋁粉相比,納米鋁粉具有燃燒更快、放熱量更大的特點(diǎn),若在固體燃料推進(jìn)劑中添加1%質(zhì)量比的超微鋁或鎳顆粒,燃料的燃燒熱可增加1倍。國外有研究報道,在HTPB復(fù)合推進(jìn)劑中,加入20% Alex (ARGONIDE公司產(chǎn)品納米鋁粉),與同樣含量普通鋁粉相比較,燃燒速率可以提高70%。

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炸藥
在炸藥中加入高熱值的金屬粉末是提高炸藥作功能力的途徑之一。含鋁炸藥作為一類高密度、高爆熱、高威力炸藥,已被廣泛應(yīng)用在水中兵器和對空武器彈藥中。納米鋁與其他的金屬氧化物納米材料自組裝后燃燒速度可達(dá)到1500—2300m/s,沖擊波最大可以達(dá)到3馬赫。這種納米尺寸的“智能炸彈”可望將靶向藥物輸送到癌細(xì)胞,同時不損傷健康細(xì)胞。這種由納米鋁粉與金屬氧化物配合成功的高能炸藥,由于其表面積要比常規(guī)鋁熱劑粉末大得多,因而它能夠提供相當(dāng)于現(xiàn)有火藥推進(jìn)劑十倍高的燃燒速度。
電池

納米鋁粉(納米鋁)
隨著太陽電池的材料以及制作水平的不斷提高,太陽能電池的少子壽命也不斷的增加,即少子的擴(kuò)散長度不斷增長,當(dāng)少數(shù)載流子的擴(kuò)散長度與硅片的厚度相當(dāng)或超過硅片厚度時,背表面的復(fù)合速度對太陽電池特性的影響就很明顯。從商業(yè)太陽電池來看,為了降低太陽電池的成本,提高效率,生產(chǎn)廠家也在不斷地減小硅片的厚度,以降低原材料的價格。因此,為了提高電池的效率,必須考慮降低電池背表面的復(fù)合速度,提高長波光譜響應(yīng)。所以鋁背場的好壞將直接影響到太陽能電池的輸出特性。顆粒小,鋁漿與硅片接觸較好,顆粒大,有的區(qū)域與硅表面問存在著較大的空隙,存在空洞,鋁漿與硅片接觸較差,這就使得有些區(qū)域沒有形成鋁背場。所以鋁漿的顆粒大小對于鋁背場的形成和質(zhì)量都有著很重要的關(guān)系。鋁顆粒越小,熔點(diǎn)越低,越易于在一定溫度下和硅基材料形成硅鋁復(fù)合層,越有利于鋁背場的形成并改善太陽能電池的輸出特性。因此,制備納米級的要的意義。



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