改性氢化镁基储氢材料的点火和爆炸特性

摘要

为了研究改性工艺对复合储氢材料的点火和爆炸特性的影响,使用氧弹量热仪测试了Al、MgH2、复合储氢材料CM和端羟基聚丁二烯(HTPB)包覆后的储氢材料CM?H的燃烧热,并研究了这4种样品在48 h内的质量变化情况.结果表明:包覆后的储氢材料CM?H拥有最高的燃烧热:30.5633 MJ·kg-1;且在空气中48 h内增重最少,仅0.46％.这表明改性后可有效防止储氢材料在空气中发生变质,保持较高的燃烧热.用1.2 L哈特曼管、高速摄像机、20 L球爆炸测试系统对4种样品的最小点火能、火焰传播特性和爆炸压力进行了研究.结果表明:复合储氢材料CM的最小点火能为50～60 mJ,仅为铝粉(100～150 mJ)临界点火能的1/2.可见向金属材料中添加MgH2可以有效地降低点火能量.包覆后的复合储氢材料CM?H最小点火能增加,为700～750 mJ.火焰传播速率、爆炸压力与爆炸指数的测试均显示出MgH2>CM>CM?H>Al的规律.表明包覆后的复合储氢材料的电火花感度大大降低,安全性提高,同时具有较好的爆炸性能.