高活性鋁鋰合金的制備及微觀結構與水解性能研究①

劉 姝，孫文強，唐 銳，李 超，刑威虎，范美強

(中國計量學院，杭州 310018)

高活性鋁鋰合金的制備及微觀結構與水解性能研究①

劉 姝，孫文強，唐 銳，李 超，刑威虎，范美強

(中國計量學院，杭州 310018)

研究了機械球磨法制備的鋁鋰合金微觀結構與水解性能，考察了金屬鋰含量和其他金屬摻雜的影響，并探討了相關的改善機制及水解機理。結果表明，增加鋰含量和其他金屬(X:Bi，Sn，Ga和In)摻雜，可明顯改善鋁合金的水解性能。通過XRD、SEM和水解測試等實驗分析，增加鋰含量的作用在于:在球磨過程中減小合金粉顆粒尺寸;金屬鋰水解釋放大量的熱量和堿性物質LiOH改善鋁的水解動力學。其次，摻雜金屬X與金屬鋰形成金屬間化合物LiX，LiX與AlX在水中易形成雙重腐蝕電池，促進了金屬鋁的水解動力學。

鋁鋰合金;水解性能;微觀結構;微型腐蝕電池

0 引言

金屬鋁具有很高的能量密度(45.77 kJ/cm3)，是水下航行器的理想能量來源［1-2］，也是固體推進劑的常用金屬燃燒劑［3］。同時，金屬鋁具有資源豐富、價格低廉、水解產氫量高等特點，可為燃料電池提供便攜式氫氣。但普通鋁粉表面包覆致密的氧化鋁，而阻止鋁的完全燃燒。納米鋁因尺寸小、比表面積大等優點，表現出優異的燃燒性能，但昂貴價格限制了其應用。在過去的幾十年，科研人員探索了眾多方法［4-5］，有效降低了鋁-水啟動溫度、提高反應速率等，并開發了相關的水沖壓發動機和制氫裝置。其中，摻雜低熔點的金屬(如Bi、Sn、Ga和In)是改善鋁合金活性的有效途徑之一，該類合金可在中性熱水溶液中析出大量的氫氣。……