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硼鋁燃料與過氯酸銨復(fù)合處理

文章出處: 天元航材    責(zé)任編輯: 天元化工新材廠家    發(fā)布時間:2018-11-08 17:34:07    點擊數(shù):95    【
[導(dǎo)讀]: 鋁粉、硼粉是含過氯酸銨推進劑的主要燃料,二者的物理形態(tài)對燃燒反應(yīng)的程度影響很大,如通過采用細粒度過氯酸銨,可以減少推進劑中鋁粉的凝聚現(xiàn)象,降低燃燒殘渣中的活性鋁的含量,實質(zhì)上是增加...

硼鋁燃料與過氯酸銨復(fù)合處理

鋁粉、硼粉是含過氯酸銨推進劑的主要燃料,二者的物理形態(tài)對燃燒反應(yīng)的程度影響很大,如通過采用細粒度過氯酸銨,可以減少推進劑中鋁粉的凝聚現(xiàn)象,降低燃燒殘渣中的活性鋁的含量,實質(zhì)上是增加了過氯酸銨與鋁粒子間的接觸面積,增加反應(yīng)程度。通過復(fù)合處理,過氯酸銨的熱分解性能發(fā)生明顯改變,鋁與過氯酸銨簡單混合時,鋁對過氯酸銨熱分解無明顯催化作用,經(jīng)復(fù)合處理后,過氯酸銨高溫分解峰(456.38℃)提前至360℃,應(yīng)用于推進劑中使推進劑放熱總量由2620.7J/g提高至3003.7J/g。

有美國專利報道,過氯酸銨與鋁粉、黏結(jié)劑在非溶劑中進行預(yù)處理后形成復(fù)合粒子,可使13.8MPa下推進劑燃速達到66mm/s。與簡單混合方式相比,鋁/過氯酸銨復(fù)合物及硼/過氯酸銨復(fù)合物熱分解效率更高,對推進劑性能影響顯著。關(guān)于鋁與過氯酸銨復(fù)合物在推進劑中的應(yīng)用國內(nèi)尚未見報道。鋁與過氯酸銨是推進劑主體材料,均對推進劑的燃速、能量產(chǎn)生明顯影響,通過復(fù)合處理必然使接觸面積大幅提升,大幅改變推進劑體系的微觀結(jié)構(gòu),為推進劑燃燒性能和能量特性研究提供了新途徑。

與鋁/過氯酸銨復(fù)合物不同,硼/過氯酸銨復(fù)合物是將一定比例的過氯酸銨包覆于硼顆粒表面,使硼顆粒中有效硼的含量增加。硼粉的燃燒熱大于鋁、鎂粉,但燃燒性能差;但由于硼粉顆粒表面易發(fā)生氧化形成三氧化二硼,使顆粒內(nèi)部單質(zhì)硼與氧化劑隔離,影響點火與燃燒,在推進劑中往往燃燒不完全,因此改善硼粉的表面性質(zhì)是實現(xiàn)硼粉應(yīng)用的前提條件。國外早在20世紀70年代已采用高氯酸銨包覆硼的方法以改進含硼推進劑的燃燒穩(wěn)定性。近年來針對硼粉在富燃料推進劑中的應(yīng)用問題,國內(nèi)開展了相關(guān)研究。

我國學(xué)者制備了以過氯酸銨為包覆層、超細硼粉為核的復(fù)合粒子,提高了硼粒子中單質(zhì)硼的含量,應(yīng)用于推進劑中能夠明顯改善推進劑的燃燒性能,燃燒產(chǎn)物中單質(zhì)硼的含量下降。也有研究了含過氯酸銨包覆硼的推進劑的燃燒火焰結(jié)構(gòu)、溫度分布、熱分解性能、能量和燃燒性能,發(fā)現(xiàn)過氯酸銨包覆硼使燃燒更為劇烈,能夠提高推進劑的爆熱、低壓燃速。過氯酸銨/硼復(fù)合處理不僅利于改善硼粉的燃燒性能,還能抑制硼粉表面三氧化二硼與HTPB的副反應(yīng),大幅度提高含硼推進劑的工藝性能。


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