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中文摘要
环境温度和湿度的变化会改变能量材料的性能，从而对武器系统的安全性和可靠性产生重要影响。纳米铝热剂因其良好的反应性而具有广泛的应用前景，因此在使用前了解其老化和失效过程至关重要。在71°C/60%相对湿度条件下，对Al/CuO的老化和失效过程进行了研究，结果显示氧化铜纳米颗粒对铝纳米粉体产生负催化作用，导致其快速水化。同时也对FAS-17包覆铝纳米粉体的抗老化效果进行了研究。采用准原位扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）观察Al, Al/CuO和Al@FAS-17/CuO在高湿和高温环境下的老化过程。与纯铝的老化相比，纳米铝热剂中的铝纳米粉体与氧化铜纳米粉体发生了强烈的团聚，并更早的出现了水化。这可能是由于氧化铜催化了铝纳米粉体的水化。能量释放实验表明，Al/CuO的性能在老化4小时候迅速下降，无法点燃。而对FAS-17进行简单包覆后，Al@FAS-17/CuO铝热剂在相同环境下可以稳定存放60小时。研究发现，FAS-17包覆铝纳米粉体可以有效防止颗粒团聚和水分侵蚀，为纳米铝热剂在高湿高热环境下的应用提供了有效的解决方案。
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原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.dt.2023.11.003
主要结论
本文对Al/CuO纳米铝热剂在71°C/60%相对湿度环境下的老化过程进行了表征。与纯铝纳米粉体相比，铝和氧化铜在老化过程中强烈团聚，铝粉末水化更快。同时，Al/CuO的反应性能在老化仅2小时后迅速下降，而且仅部分燃烧。经过4小时的老化，无法点燃。纳米颗粒的团聚和氧化铜的催化效应会缩短铝-水反应的诱导时间，从而可能导致Al/CuO纳米铝热剂在高湿和高温环境中迅速老化。
同时，Al@FAS-17/CuO纳米铝热剂通过简单包覆技术制备而成，尽管FAS-17的添加略微降低了燃烧速率和加压性能，但有效减缓了颗粒团聚并抑制了水化。值得注意的是，Al@FAS-17/CuO纳米铝热剂即使在老化60小时后仍能保持可靠的性能。
总之，本论文强调了Al/CuO纳米铝热剂对环境条件的高度敏感性，这种敏感性因氧化铜纳米颗粒的存在和铝纳米粉体的水化效应而加剧。保护涂层不仅防止了颗粒团聚，还抑制了水分侵蚀，显著提高了纳米铝热剂的稳定性和可靠性。这些结果为探究老化过程提供了重要信息，并为在高湿和高温环境中提高纳米铝热剂性能提供了切实可行的方法。
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编辑：陈微，曹文丽
审核：田丽
Defence Technology
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简介
《Defence Technology》是由中国兵工学会主办的科技类综合性学术期刊，目前已被SCI、EI、Scopus、中国科技核心期刊数据库、中国引文数据库核心版和瑞典开放获取指南等多家数据库收录，期刊主要发表基础理论、应用科学和工程技术领域高水平原创性学术论文，包括理论研究、数值模拟和实验研究类文章。
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