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2.4 电镜扫描实验 6
3 热性能分析 7
3.1 表征实验仪器 7
3.2 热重分析以及差示扫描量热法原理 7
3.3 原样硼铝的热性能分析 8
3.4 机械混合的硼铝合金粉的热性能分析 9
3.5 球磨后的硼铝合金粉的热性能分析 10
4 纳米硼铝合金粉的活性测试 11
4.1 测试方法 12
4.2 纳米硼铝合金粉/铬酸钡延期药配方 12
4.3 纳米硼铝合金粉/铬酸钡延期药配制过程 13
4.4 硼铝合金粉/铬酸钡 延期药燃速测试 14
4.4.1 测试原理 14
4.4.2 测试结果 14
4.5 分析结果 15
结论 17
致 谢 18
参考文献 19
1 绪论
1.1 研究背景及意义
富燃料推进剂[1]主要由氧化剂和燃料组成，其中燃料包括粘合剂和金属粉。在燃气发生器中氧化剂和粘合剂反应后，产生足够热量维持富燃料推进剂的一次燃烧，将富燃料的粘合剂碎片及金属颗粒送到冲压补燃室进行补燃。而金属的作用则是通过它燃烧放热，提高推进剂的能量。由于富燃料推进剂二次燃烧[2]所用的氧主要来自于空气，因此在维持推进剂自热稳定燃烧的前提下，配方中的氧化剂大部分可为燃料取代。相对于传统碳氢类燃料，金属燃烧能释放出更多的热量，因而常作为推进剂的高能添加剂。可用作推进剂金属燃烧剂的主要有热值较高的硼 镁 铝等。硼阻其高质量热值和体积热值成为最有潜力的富燃料固体推进剂的燃料[3]。常规固体推进剂的热值大约为8～12MJ/kg，其理论比冲约为2700N·/kg；含铝中能富燃料推进剂完全燃烧释放出来的热值大约为19～22MJ/kg，其比冲可达5000～8000N·S/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10 KN’S/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[4]。此外硼还具有燃烧产物洁净的优点，因而含硼富燃料固体推进剂是固体火箭冲压发动机的最为理想的能源，最有希望在中程空空导弹中获得应用。但由于硼单质熔点和沸点高,大于2000e,其表面的氧化层沸点也很高,这就决定了温度要达到2000e以上才能使硼粒子点火燃烧,而且燃烧过程要经历B2O3氧化层的挥发,这就进一步增加了硼粒子点火燃烧的困难[5]。平均粒径为2um的硼粒子的点火和燃烧需要nms;硼的燃烧效率低、耗氧量大、产生残渣多,无法发挥出它的高能量热值;硼的表面存在B2O3,H3BO3等杂质,有的易吸湿,很容易使硼粒子表面吸附着大量水分,也会造成硼粉与推进剂体系的不相容。因此,要使含硼推进剂得到广泛的应用,就必须改善它的点火性能、燃烧性能和表面特性,因此，我们可以通过对硼粉表面的氧化层进行剥离，并进行包覆[6]，阻止硼粉的进一步氧化，从而获得高活性硼粉。并且可以通过添加某些金属粉，增加放热，改变硼粉点火困难[7][8]。