(1)成果簡介
無定形硼粉具有燃燒熱值高、能量釋放大等特點,作為高能燃料在航天、兵器、民爆等領域廣泛應用。目前市場上普遍存在的B90硼粉純度低(總硼含量約90wt.%)、點火燃燒困難、用于推進燃料制藥工藝黏度大、有效硼加入量不足,限制了硼粉在重大裝備中的應用進程。國內外研究表明,對硼粉進行純度提升、表面復合改性及團聚制粒等處理方式是實現硼粉實用化的有效途徑。礦冶集團北礦新材開發的高能量系列硼粉燃料,采用高效液相提純技術實現了B95硼粉(總硼含量≥95wt.%)制備,具有活性高,燃燒熱值大等特點;在國內首先開發出獨特的“電爆霧化法制備活性金屬復合硼粉”專利技術,實現了硼粉表面活性金屬復合改性,縮短了硼粉點火延遲時間,燃燒效率較純硼粉獲得明顯提升;同時,開發出了易崩散致密團聚硼粉,實現了不同粒徑類球形團聚硼粉批量化制備,有效解決了硼粉由于粒徑小、比表面積大導致難以大量添加到推進燃料中的難題。該成果推出的B95高純超細硼粉、活性金屬復合硼粉及易崩散致密團聚硼粉等高能量系列硼粉燃料已實現穩定批量生產,為國家重點裝備的研制提供了關鍵原料保障。
(2)主要性能指標及適用條件范圍
1)B95硼粉:總硼含量≥95%;Mg含量≤2.0%、O含量≤2.5%;粒度D50: ≤1μm;2)活性金屬復合硼粉:活性物質復合量:M=3%~15%可控;點火延遲時間≤30ms;燃燒熱值≥30MJ/kg;3)易崩散致密團聚硼粉:硼含量≥75%;粒度:20~40目,40~80目,80~120目;松裝密度:≥0.75g/cm3。適用于高能推進劑、高威力火炸藥、特種彈藥等高能燃料。
(3)成果應用情況
高能量系列硼粉燃料已在航天固體推進燃料中獲得規模應用,極大推動了重大裝備研制進程;同時,產品積極向粉末沖壓燃料、凝膠推進燃料、特種燃燒劑、干擾裝備、高威力炸藥等領域推廣應用,對促進重大裝備的升級換代具有重要意義。
(4)成果展示


圖1 95及高純超細硼粉

圖2 活性金屬復合硼粉

圖3 易崩散致密團聚硼粉