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活性金属复合硼粉燃烧性能提升明显 北矿新材为我国代表性布局企业

2026-10-27 17:33      责任编辑:周圆    来源:www.newsijie.com    点击: 次

活性金属复合硼粉燃烧性能提升明显 北矿新材为我国代表性布局企业

  活性金属复合硼粉是以单质硼粉(多为无定形硼粉)为内核,在颗粒表面负载镁、铝、钛、铬、钼、锆等一种或多种活性金属所制备的复合粉体材料。
 
  活性金属复合硼粉的改性思路不改变硼本身的化学属性,而是借助金属与硼的界面耦合作用,解决含能体系中硼粉两大固有难题:表层B2O3氧化膜抑制点火,以及燃烧阶段氧化膜不断生长造成燃烧不充分。未改性硼粉表面的氧化层会阻隔硼核与氧化剂接触,带来点火滞后、燃烧效率不足等问题;引入活性金属后,一方面可在点火阶段触发低活化能放热反应,另一方面依靠金属及其氧化物的传氧效应与催化效果优化硼的氧化动力学过程。
 
  依据复合结构形式,活性金属复合硼粉可划分为三类:表面弥散型,活性金属以颗粒态分散在硼粉表面;核壳型,由活性金属或金属氧化物形成连续/半连续壳层包裹硼内核;多组分协同包覆型,在金属复合改性之外,额外复合含氟包覆剂、金属有机框架、稀土催化剂等功能涂层。按照金属组分划分,活性金属复合硼粉主流体系包括B/Al、B/Mg、B/Ti、B@Mo、B/Ni-Al等;不同配方体系在点火滞后特性、燃烧热值以及推进剂加工适配性方面表现出差异化特点。
 
  根据新思界产业研究中心发布的《2026年中国活性金属复合硼粉市场专项调研及企业“十五五规划”建议报告》显示,活性金属复合硼粉主要用于含硼富燃料推进剂与固体火箭发动机。硼的理论质量热值可达58.83kJ/g,是镁、铝等常规金属燃料的2~3倍;但原生硼粉在推进剂体系内的能量释放,一直受限于点火困难、燃烧不完全等问题。通过金属复合改性能够有效提升硼粉的实际燃烧热值与燃烧效率,是推动硼燃料工程化落地的重要手段。
 
  活性金属复合硼粉的制备方式主要分为机械复合、物理气相沉积、电爆雾化三类,三种工艺在复合均匀程度、界面结合强度以及规模化量产潜力上各有优劣。机械球磨是实验室研究与中试阶段应用最广泛的手段,该工艺适配金属体系广、可调参数空间大;短板在于球磨过程易带入铁杂质,同时容易造成颗粒形貌畸变,属于生产过程中需要重点管控的缺陷。
 
  新思界行业分析人士表示,矿冶科技集团有限公司旗下北矿新材科技有限公司在国内率先开发出“电爆雾化法制备活性金属复合硼粉”专利技术,推出的B95高纯超细硼粉、活性金属复合硼粉、易崩散致密团聚硼粉等产品已实现稳定批量供货,其中活性金属复合硼粉性能指标为:活性物质复合量3%~15%可控,点火延迟时间≤30ms,燃烧热值≥30MJ/kg。
 
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