[发明专利]一种硼粉表面氧化物的去除及防氧化方法

说明书

本发明公开了一种硼粉表面氧化物的去除及防氧化方法，目的在于解决硼粉表面易氧化形成氧化层，会抑制硼粒子燃烧的问题。其包括如下步骤：（1）将盐酸溶于含羟基、羧基的液体，得到第一反应溶液，该第一反应溶液的HCl含量10^‑5~10^‑2mol/L；（2）在室温至100℃下，将得到的第一反应溶液缓慢加入到硼粉中，并持续搅拌，使第一反应溶液与硼粉充分反应后，再进行离心分离，收集离心分离得到的固体，重复步骤（2）1~10次；（3）再用小分子醇类、有机酸或者含有机酸的醇溶液清洗1~3次，即可。本申请的方法操作简单，去除效果好，并能够起到防氧化的效果，有效保证硼粉的燃烧效率。同时，本申请操作简单，使用方便，处理流程短，能够满足工业化大规模生产和应用的需求。

技术领域

本发明涉及材料领域，尤其是材料纯化领域，具体为一种硼粉表面氧化物的去除及防氧化方法。本申请是一种硼粉表面氧化物的去除方法，其能有效去除硼粉表面氧化物，实现对硼粉的纯化，具有较高的应用价值。

背景技术

硼具有高质量热值(58.3MJ/kg)和高体积热值(1310MJ/m³)的优点，因而被认为是富燃固体推进剂的首选燃料。常规固体推进剂的热值大约为8～12MJ/kg，其理论比冲约为270NS/kg；含铝中能富燃料推进剂完全燃烧释放出来的热值大约19～22MJ/kg，其比冲可达5000～8000NS/kg；而高能含硼富燃料推进剂完全燃烧释放出来的热值可高达30～34MJ/kg，它是目前唯一能使固冲发动机比冲达到10KNS/kg以上的推进能源，其比冲是含铝富燃料推进剂的1.6～1.8倍，其体积比冲是所有推进剂中最高的。除此之外，同镁、铝富燃料推进剂相比，含硼富燃料推进剂燃烧分散性好，喷管喉部沉积少，喷射效率高，使其成为推进剂研究中的热点。

然而，硼粉易氧化，会生成氧化硼(B₂O₃为无色玻璃状晶体或粉末，沸点1860℃，吸湿性强。)，并附着在硼粉的表面，形成氧化层；在硼的燃烧过程中，该氧化层必须在很高温度下才能以足够高的速度蒸发，使氧化层内的粒子快速燃烧。同时，硼粉表面的氧化硼层，一方面会抑制硼粒子的燃烧；另一方面因该氧化层的熔点(约为460℃)低，沸点(约为1860℃)高，稍热即可变为粘稠液，最后导致硼粒子结块，从而降低硼的燃烧效率。

为了提高硼的燃烧效率，有文献提出可利用氟化物帮助氧化硼层的移除，尤其是LiF能与B₂O₃反应形成沸点较低的产物(BOF、LiBO₂)，有降低硼点燃所需温度的效果，因而发挥硼的高热值特性。然而，由于无机物氟化锂本身不能燃烧，因此，氟化锂的加入增加了燃料的死重量，从而导致推进剂中硼含量的降低，降低了燃料整体的燃烧效率。

为此，迫切需要一种新的方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对硼粉易氧化，生成的氧化硼附着在硼粉的表面，形成氧化层，会抑制硼粒子的燃烧，且氧化硼稍热即可变为粘稠液，降低硼燃烧效率的问题，提供一种硼粉表面氧化物的去除及防氧化方法。本申请提供一种去除硼粉表面氧化硼的简易方法，其去除效果好，并能够起到防氧化的效果，有效保证硼粉的燃烧效率。同时，本申请操作简单，使用方便，处理流程短，能够满足工业化大规模生产和应用的需求，具有较好的应用前景，对于保证硼粉的燃烧效率，具有重要的意义。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种硼粉表面氧化物的去除及防氧化方法，包括如下步骤：

(1)将盐酸溶于含烃基或羧基的第一溶剂中，得到第一反应溶液，该第一反应溶液中HCl的含量为10^-5～10^-2mol/L；

(2)在室温至100℃下，将得到的第一反应溶液缓慢加入到硼粉中，并持续搅拌，使第一反应溶液与硼粉充分反应后，再进行离心分离，收集离心分离得到的固体，重复步骤(2)1～10次；