高能贫氧推进剂用活性燃料的钝化技术研究

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摘要为改善含硼推进剂点火性能，改善其点火燃尽困难的缺点，采用添加易燃金属粉末的方法使有效途径。然而可燃金属粉末通常化学性质活泼，安定性不好，易与外界物质反应导致变质失效。采用适当的方法钝化可燃金属粉同时保证其对含硼推进剂点火燃烧性能的改良作用。铝锂合金是一种活性极高的可燃金属粉末，对硼燃料的点火特性具有良好的改良作用，但其性质活泼在空气中极易氧化变质。本文采用溶剂-非溶剂法，利用溶解度的差异，将NC从溶剂中析出，包覆于铝锂合金粉表面，起到钝化作用，并最终测试钝化效果。结果表明，NC包覆铝锂合金粉具有一定可行性，基于锂元素的活泼性，试验过程中应严格控制试验条件。68581

毕业论文关键词富硼贫氧推进剂点火燃烧特性可燃金属粉溶剂-非溶剂钝化包覆

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title The research of passivation technology about

Energy-rich propellant activity fuels

Abstract

Because of its high energy density ,energetic boron low - oxygen propellant becoming the most potential oxygen-depleted solid propellant fuel.As the highest volume specific impulse propellants,there are major problems in the application of the ignition and combustion,combustion products, making it difficult to burn completely attached. Add flammable metal powder is an effective way to improve the ignition and combustion characteristics of boronlow - oxygen propellant,but combustible metal powder is usually chemically active. This paper studies the use of appropriate methods passivation combustible metal powder while maintaining its role in improving the ignition of propellant combustion properties of boron. Aluminium-lithium alloy is a highly active metallic combustible powders, it has a good effect in the ignition characteristics of boron improved, but the nature of highly active oxidative deterioration in air.Using a solvent - non-solvent method, use of the difference in solubility,the NC precipitated from the solvent,the NC is coated on the surface of aluminum-lithium alloy,play a passive role and the final test it’s passivation effect.

Keywords Boron-rich oxygen poor propellants Ignition and combustion characteristics Combustible metal powder Solvent-nonsolvent Coated Passivation.

1 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究现状 1

1.3本文研究内容 4

2 试验设计 6

2.1 活性物质的性能 6

2.2 钝化工艺的设计 8

3 钝化铝锂合金制备 12

3.1实验仪器与试剂 12

3.2 制备工艺与流程 12

4成品表征 15

4.1 目测 15

4.2吸湿性 16

结论 18

致谢 19

参考文献 20

1 绪论

1.1 研究背景

贫氧推进剂在火箭冲压发动机利用中有其特殊的要求，高能富硼推进剂是一种高能量密度的燃料，国内和国际都有相关研究。这类燃料多用于火箭冲压发动机。硼作为燃烧剂，具有很高的燃烧热（587焦耳/千克）和体积热值，成为最有潜力的贫氧固体推进剂燃料[1,2]。富硼推进剂完全燃烧热值的能量分布从30〜34兆焦/千克，是固体火箭推进剂唯一比冲可以达到10千牛•秒/千克以上的推进能源，体积比冲最高的推进剂[3]。因此，含硼贫氧推进剂是理想的冲压式喷气发动机能源。一般都希望在气体发生器中的贫氧推进剂一次燃烧后既提供足够的初级燃烧热值都保持其自身加热燃烧，而且有一定量的富燃料气体，使冲压发动机获得较高的能量水平。硼燃料比传统的烃类燃料具有更高的能量，是潜在的高能贫氧推进剂。含硼贫氧燃料的主要的问题是点火和燃烧困难。这是因为硼粉本身的着火温度高（一般认为硼点火温度1900K ），高粘性的氧化硼（B2O3）在硼粉的燃烧过程中产生，并包覆在硼粉包围使得点火燃烧难以进行。多年来对硼燃烧的大量研究表明,，采用适当的方法可以改善硼推进剂燃烧环境，从而获得高的燃烧效率。其中采用添加高能粘结剂或易燃金属的方法，提高贫氧推进剂的燃烧温度或增加氧化剂与燃料反应的放热值, 从而改善含硼推剂等技术是改善硼粉点火和燃烧特性的有效途径。