Abstract Nanocomposite thermite powders can be used in reactive parts and components. Manufacturing these components requires tailoring powder particle size distributions, particle shapes, and powder flowability. Specifically, an improved flowability is desired to use such powders as feedstock in additive manufacturing. Arrested reactive milling (ARM) offers a versatile and practical approach for preparing nanocomposite thermites with fully dense particles, which will retain their structures and mixedness between reactive components while being stored, handled, and processed. However, ARM products usually have broad particle size distributions, rock-like particle shapes, and poor flowability. Here, ARM is modified to include a low-energy milling step to tune the shapes and flowability of the prepared powders. Experiments are performed with aluminum-rich Al·Fe2O3 thermites. After the initial nanocomposite thermite is prepared in a planetary mill, it is additionally milled at a reduced rotation rate, replacing milling balls with smaller glass beads, and adding different liquid process control agents. Powders with modified particle shapes and size distributions are obtained, which have substantially improved flowability compared to the initial material. The reactivity of the initial and modified powders is evaluated using their ignition on a heated wire, by electro-static discharge, by thermal analysis (DSC) and in constant volume explosion tests. The reactivity of the modified powders is not diminished; instead, an improved reactivity is observed for selected samples.

中文翻译：

---

机械研磨制备具有改善流动性的纳米复合铝热剂粉末

摘要 纳米复合铝热粉可用于反应性零部件。制造这些组件需要定制粉末粒度分布、颗粒形状和粉末流动性。具体而言，在增材制造中使用此类粉末作为原料需要改进的流动性。受阻反应研磨 (ARM) 为制备具有完全致密颗粒的纳米复合铝热剂提供了一种通用且实用的方法，在储存、处理和加工时将保持其结构和反应组分之间的混合性。然而，ARM 产品通常具有广泛的粒度分布、岩石状颗粒形状和较差的流动性。在这里，ARM 被修改为包括低能量研磨步骤，以调整制备的粉末的形状和流动性。实验是用富铝的 Al·Fe2O3 铝热剂进行的。在行星式磨机中制备初始纳米复合铝热剂后，将其另外以降低的转速进行研磨，用较小的玻璃珠代替研磨球，并添加不同的液体过程控制剂。获得了具有改进颗粒形状和尺寸分布的粉末，与初始材料相比，其流动性显着提高。初始粉末和改性粉末的反应性通过在加热丝上点火、静电放电、热分析 (DSC) 和恒定体积爆炸试验来评估。改性粉末的反应性没有降低；相反，观察到所选样品的反应性有所提高。在行星式磨机中制备初始纳米复合铝热剂后，将其另外以降低的转速进行研磨，用较小的玻璃珠代替研磨球，并添加不同的液体过程控制剂。获得了具有改进颗粒形状和尺寸分布的粉末，与初始材料相比，其流动性显着提高。初始粉末和改性粉末的反应性通过在加热丝上点火、静电放电、热分析 (DSC) 和恒定体积爆炸试验来评估。改性粉末的反应性没有降低；相反，观察到所选样品的反应性有所提高。在行星式磨机中制备初始纳米复合铝热剂后，将其另外以降低的转速进行研磨，用较小的玻璃珠代替研磨球，并添加不同的液体过程控制剂。获得了具有改进颗粒形状和尺寸分布的粉末，与初始材料相比，其流动性显着提高。初始粉末和改性粉末的反应性通过在加热丝上点火、静电放电、热分析 (DSC) 和恒定体积爆炸试验来评估。改性粉末的反应性没有降低；相反，观察到所选样品的反应性有所提高。并加入不同的液体过程控制剂。获得了具有改进颗粒形状和尺寸分布的粉末，与初始材料相比，其流动性显着提高。初始粉末和改性粉末的反应性通过在加热丝上点火、静电放电、热分析 (DSC) 和恒定体积爆炸试验来评估。改性粉末的反应性没有降低；相反，观察到所选样品的反应性有所提高。并加入不同的液体过程控制剂。获得了具有改进颗粒形状和尺寸分布的粉末，与初始材料相比，其流动性显着提高。初始粉末和改性粉末的反应性通过在加热丝上点火、静电放电、热分析 (DSC) 和恒定体积爆炸试验来评估。改性粉末的反应性没有降低；相反，观察到所选样品的反应性有所提高。通过热分析 (DSC) 和定容爆炸试验。改性粉末的反应性没有降低；相反，观察到所选样品的反应性有所提高。通过热分析 (DSC) 和定容爆炸试验。改性粉末的反应性没有降低；相反，观察到所选样品的反应性有所提高。