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二氢化镁的应用

发布日期:2019/7/8 10:34:40

背景及概述[1][2]

二氢化镁又叫氢化镁。氢化镁(MgH2),灰白色粉末,为单一轻金属氢化物,常温常压下稳定性较高,远高于镁基储氢合金氢化物和其他金属氢化物。氢化镁可以 在常温下与水反应,产生氢气。同时也可用作催化剂、还原剂等。镁基材料属于中温型储氢合金,易存储,反应条件温和,副产物环境友好,是具有发展前途的储氢材料。相对于其他金属储氢材料,镁基储氢材料具有以下优点:储氢量高;资源丰富,价格低廉;镁基储氢材料吸放氢平台好,使得氢的利用率提高;氢化物较稳定,放氢需要较高的温度,大多数放氢温度在200℃以上。

制备[1]

CN201710830552.9提出了一种氢化镁制备设备,该氢化镁制备设备包括:

过渡仓,过渡仓包括投料口;加热室,加热室通过第一阀门与过渡仓相连接,优选地,加热室还包括加热室充气 口以充入惰性气体;加热器,加热器的上端开口并能够通过第一阀门在过渡仓与加热室之间移动,加 热器用于在加热室中加热该加热器中放置的镁原料;收集室,收集室通过导管与加热室相连通以收集镁粉;和反应室,反应室通过第二阀门与收集室相连通以接收镁粉,并且反应室与外部氢气源相连通以接收氢气。图1示出了氢化镁制备设备的结构示意图

打开过渡仓1的投料口11,向过渡仓1内的加热器6中投入纯镁原料,关闭过渡仓1 的投料口11,同时关闭第一阀门12。使用抽真空装置13在过渡仓1内制造真空环境,同时通 过过渡仓充气口向过渡仓1充入压力为0.02MPa的氩气。

打开第一阀门12,通过第一控制电源启动导轨63,使加热器6沿导轨63移动到加热 室2,然后关闭第一阀门12。通过加热室2充气口向加热室2充入压力为0.02MPa的氩气,并通过第二控制电源向加热器6的电感线圈62供电以使加热器6的坩埚61内温度升至800℃,坩埚61内的纯镁原料融化、蒸发出镁蒸汽。镁蒸汽通过导管3进入收集室4,同时将温度为20℃、压力为2MPa的循环冷却水通入冷却层41,使冷却收集室4内的镁蒸汽冷凝为镁粉,并且由第四控制电源控制电动粉刷42 转动以收集镁粉。

镁粉通过第二阀门44进入反应室5后,停止加热器6的加热、关闭导管3的加热保温、关闭第二阀门44,通过第五控制电源向第二电阻丝保温层51供电以使反应室5温度维持 在400℃,同时向反应室5通入4MPa的氢气开始氢化。氢化反应10小时后,关闭氢气入口52,从反应室5收集反应产物粉体。

应用[2]

CN201110277355.1提供一种氢化镁型储氢乳化炸药,其组分中包括乳化基质和敏化材料,其特征在于,所述敏化材料是氢化镁,其中,氢化镁的质量占氢化镁型储氢乳化炸药总质量(氢化镁+乳化基质)的0.2-6%;所述氢化镁为纯度大于等于95%的粉末。所述乳化基质的配方与现有乳化炸药中常用乳化基质的配方相同,常用材料有:硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙、尿素、水、蜡、松香、山梨糖醇单油酸酯、乳化剂等。本发明的氢化镁型储氢乳化炸药的制备方法:在乳化基质加入氢化镁后,使用搅拌器连续搅拌,使混合均匀,再放置5小时以上时间即成。

本发明所添加的氢化镁在乳化基质内分布均匀,在引爆过程中,部分氢化镁与乳化基质内水产生化学反应,释放少量氢气,所释放的氢气被乳化基质包裹,形成分散分布的氢气泡,氢气对乳化基质起到一定的发泡效果。乳化基质内的氢气泡和氢化镁颗粒形成一个个“热点”,增加了乳化基质的雷管感度,即起到“敏化”作用。

当混合氢化镁的乳化基质被雷管起爆后,冲击波压缩热点和氢气泡,热点处的乳化基质温度升高,被迅速起爆,氢气泡在乳化基质爆轰产生的冲击波作用下发生爆轰反应,同时,其余的氢化镁在乳化基质爆轰波作用下迅速释放氢,氢参与乳化基质的爆轰反应。也就是说,加入氢化镁的乳化基质被起爆后,输出能量中包含了乳化基质和氢化镁共同释放的能量。因此,其总输出能量会大于现有乳化炸药的输出能量。

实验表明:相比现有技术中添加物理敏化剂玻璃微球构成的乳化炸药,本发明具有输出冲击波峰值高、冲量大、能量高的特点,是一种性能优异的新型乳化炸药。而且由于氢化镁质量轻、价格便宜,这将使其应用更为广泛。

主要参考资料

[1] CN201710830552.9 氢化镁制备设备和氢化镁制备方法

[2] CN201110277355.1 氢化镁型储氢乳化炸药