硼基固體燃料制備工藝

天元航材是一家擁有50余年的生產(chǎn)技術(shù)工藝沉淀的化工原料廠家，主營產(chǎn)品有無定形元素硼（硼粉、單體硼）等硼系列化工原料產(chǎn)品。今天，小編給大家介紹下關(guān)于硼基固體燃料制備工藝的相關(guān)知識，硼基固體燃料如何制備？有什么方法可以提高硼粉燃燒效率呢？一起來看看吧！

硼基固體燃料是粉式燃料沖壓機(jī)的重要原料之一，粉末燃料沖壓機(jī)主要以高能金屬或硼等粉末為燃料，以沖壓空氣為氧化劑和工質(zhì)而制成的，是一種新型沖壓發(fā)動機(jī)。而在眾多的粉末燃料中，硼因其高能量特性和低兩相流損失而被認(rèn)為具有很大的應(yīng)用潛力。然而，盡管硼粉具有很高的燃燒熱值，但它有著易氧化、易團(tuán)聚、燃燒不充分、點(diǎn)火困難、反應(yīng)不充分等方面的缺陷，這嚴(yán)重阻礙了硼粉在含能材料體系中的應(yīng)用。

因此急需對硼進(jìn)行改性，通過對硼粉表面進(jìn)行改性，在材料表面形成致密、完整、惰性涂層厚度或精確可控制的活性，可以隔離高活性物質(zhì)與空氣的接觸，從而實現(xiàn)在微觀角度上進(jìn)行改善材料的復(fù)合，這樣就可以通過調(diào)整材料表面的組成和結(jié)構(gòu)來提高硼粉的燃燒性能。因此，研究表明，固體推進(jìn)劑部件中固體燃料等固體顆粒的表面改性不僅可以提高單組分的燃燒性能，而且是提高推進(jìn)劑的技術(shù)性能、機(jī)械性能和燃燒性能的重要途徑。

下面就給大家介紹一種可調(diào)控能量釋放的硼基固體燃料制備工藝方法
制備原料：
利用原子層沉積的方式將直徑是0.01～100nm的金屬納米氧化物薄膜（氧化鈦、氧化鋯、氧化鉍、氧化鉬、氧化銅、氧化硅、氧化鉛、氧化錳、氧化鋁、氧化鋅、或氧化鎂）沉積到硼顆粒表面層，形成了以粒徑為微米級別至納米級別的硼顆粒為核，金屬納米氧化物薄膜為殼的硼基固體燃料。
制備工藝：
1、將硼顆粒置于原子層沉積系統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)腔內(nèi)，控制上述化學(xué)反應(yīng)腔內(nèi)上的壓力為負(fù)壓力，溫度為常溫～400℃；
2、在硼顆粒表面進(jìn)行循環(huán)數(shù)次原子層沉積金屬納米氧化物薄膜，形成了以硼顆粒為核，金屬納米氧化物薄膜為殼的硼基固體燃料。
硼顆粒表面的每次原子層沉積循環(huán)過程：
（1）注入第一類化學(xué)反應(yīng)前驅(qū)體（二茂鎂或乙基二茂鎂等）至化學(xué)反應(yīng)腔內(nèi)與硼顆粒發(fā)生反應(yīng)；
（2）充入惰性載氣去除過多的第一類化學(xué)反應(yīng)前驅(qū)體；
（3）注入第二類化學(xué)反應(yīng)前驅(qū)體（水、氧氣、甲硅烷、雙氧水、乙硅烷或臭氧等）至化學(xué)反應(yīng)腔內(nèi)與第一類前驅(qū)體發(fā)生反應(yīng)；
（4）充入惰性載氣去除過多的第二類化學(xué)反應(yīng)前驅(qū)體，獲得硼基固體燃料。
此外小編再給大家介紹下如何提高硼粉燃燒效率:
硼顆粒的燃燒與環(huán)境氛圍極其相關(guān)。但在含硼富燃料推進(jìn)劑燃燒過程中，首先要AP與HTPB分解，隨后這類分解產(chǎn)物相互間及其生成物與AP開展放熱反應(yīng)。AP分解的中間產(chǎn)物如HCL4、CLO7、CLO3等都具有強(qiáng)的氧化性，能與Mg粉HTPB及其分解產(chǎn)物發(fā)生放熱反應(yīng)。硼很有可能的反應(yīng)只可以是和AP分解的中間產(chǎn)物或,AP分解產(chǎn)物的反應(yīng)。

有相關(guān)研究指出通過改變AP與硼接觸開展熱分析，得出硼在AP分解過程中進(jìn)行反應(yīng)的程度；接著把熱分析結(jié)論用以推進(jìn)劑配方設(shè)計，檢測推進(jìn)劑爆熱，驗證了用AP包覆硼粒子并增加超細(xì)AP含量是促進(jìn)硼在一次燃燒中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)從而增長爆熱的有效途經(jīng)。

今天，小編就給大家介紹到這里了，如有疑問，歡迎致電咨詢小編！

參考資料:

[1]胡潤芝,張小平,鄭劍,等.高能推進(jìn)劑燃燒效率研究和實測比沖預(yù)估[J].推進(jìn)技術(shù).2001,(5).DOI:10.3321/j.issn:1001-4055.2001.05.017.

[2]李疏芬,金榮超.硼粒子表面包覆對富燃料推進(jìn)劑熱分解特性的影響[J].兵工學(xué)報（火化工分冊）.1997,(1).2-5.