發(fā)布時(shí)間：2023-04-01 12:37

　　在過去幾十年,金屬燃料被廣泛應(yīng)用于固體火箭推進(jìn)劑。相比于傳統(tǒng)推進(jìn)燃料,金屬燃料有著更高的燃燒熱值,例如鎂、鋁、硼、鈦等。納米鋁由于其高密度、高熱值、低消耗以及相對(duì)安全等優(yōu)點(diǎn),被大量用作推進(jìn)劑中的添加劑,來提高推進(jìn)劑的燃燒性能。但在實(shí)際應(yīng)用中,由于其燃燒機(jī)理的復(fù)雜性,產(chǎn)生的煙氣和燒結(jié)團(tuán)聚等問題仍然沒有得到很好地解決。雖然關(guān)于納米鋁的研究結(jié)果已有很多,但更多的是集中在含有鋁添加的復(fù)合材料課題上。因此,本文選擇純納米鋁粉末作為研究對(duì)象,重點(diǎn)研究納米鋁粉末自身的物理參數(shù)對(duì)氧化過程的影響,包括粒徑大小、氧化膜厚度、含水量等。并通過改變激光功率,來綜合分析這些因素對(duì)納米鋁燃燒的耦合影響。通過激光點(diǎn)火的方式,對(duì)納米鋁粉的點(diǎn)火和燃燒性能進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明納米鋁粉的點(diǎn)火延遲時(shí)間約為2ms,其熔融溫度在615K～952K,點(diǎn)火溫度在1369K～2083K,且遠(yuǎn)小于鋁氧化膜熔融溫度(～2350K)。其燃燒過程沒有明顯的火焰鋒面,為表面燃燒,并伴有微爆炸現(xiàn)象。在相同激光加熱功率下,不同粒徑的納米鋁粉,呈現(xiàn)出不同的點(diǎn)火和燃燒特性。在納米尺度范圍內(nèi),金屬鋁粉末的點(diǎn)火延遲時(shí)間隨著粒徑增加而減小,這與微米鋁的點(diǎn)火延遲...

【文章頁數(shù)】：54 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1.緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 納米金屬燃料的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 金屬燃料的燃燒特點(diǎn)
        1.2.2 納米金屬在推進(jìn)劑中的應(yīng)用
        1.2.3 納米鋁的點(diǎn)火及燃燒特性研究
    1.3 本文研究?jī)?nèi)容及意義
2.激光點(diǎn)火和燃燒特性測(cè)試技術(shù)及實(shí)驗(yàn)裝置
    2.1 引言
    2.2 激光點(diǎn)火與點(diǎn)火熱機(jī)理
    2.3 激光點(diǎn)火和燃燒系統(tǒng)
        2.3.1 激光點(diǎn)火裝置
        2.3.2 同步觸發(fā)控制
    2.4 基于紅外輻射溫度測(cè)量
        2.4.1 紅外輻射測(cè)溫理論
        2.4.2 溫度測(cè)量數(shù)據(jù)處理方法
    2.5 基于高速攝像的點(diǎn)火延遲判斷
        2.5.1 點(diǎn)火延遲時(shí)間判定方法
        2.5.2 高速攝像法判定點(diǎn)火延遲的處理方法
    2.6 本章小結(jié)
3.納米鋁金屬粉末的激光點(diǎn)火和燃燒特性
    3.1 引言
    3.2 納米鋁粉的點(diǎn)火和燃燒理論模型
    3.3 納米鋁粉的激光點(diǎn)火和燃燒特性
        3.3.1 納米鋁粉的升溫速率
        3.3.2 納米鋁粉的熔化溫度
        3.3.3 納米鋁粉的點(diǎn)火溫度
        3.3.4 納米鋁粉的點(diǎn)火延遲時(shí)間
        3.3.5 納米鋁粉的微爆炸特性
    3.4 納米鋁粉的燃燒機(jī)理分析
    3.5 本章小結(jié)
4.粒徑對(duì)納米鋁點(diǎn)火和燃燒特性的影響研究
    4.1 引言
    4.2 納米鋁粉的粒徑影響研究
        4.2.1 粒徑對(duì)點(diǎn)火延遲時(shí)間的影響
        4.2.2 粒徑對(duì)燃燒過程的影響
    4.3 顆粒堆著火模型的分析討論
5.氧化膜厚度對(duì)納米鋁點(diǎn)火和燃燒特性的影響研究
    5.1 引言
    5.2 納米鋁氧化膜厚度的增長(zhǎng)理論
    5.3 納米鋁氧化膜厚度的表征與分析
        5.3.1 TEM表征與分析
        5.3.2 TG表征與分析
        5.3.3 納米鋁氧化膜厚度的增長(zhǎng)率
    5.4 納米鋁氧化膜厚度對(duì)點(diǎn)火性能的影響
        5.4.1 納米鋁氧化膜厚度對(duì)升溫速率的影響
        5.4.2 納米鋁氧化膜厚度對(duì)著火溫度的影響
        5.4.3 納米鋁氧化膜厚度對(duì)點(diǎn)火延遲時(shí)間的影響
    5.5 納米鋁氧化膜厚度對(duì)燃燒性能的影響
        5.5.1 納米鋁氧化膜厚度對(duì)燃燒階段的影響
    5.6 本章小結(jié)
6.激光功率密度和水分對(duì)納米鋁點(diǎn)火和燃燒特性的影響研究
    6.1 引言
    6.2 激光功率密度對(duì)點(diǎn)火性能的影響
    6.3 水分影響
    6.4 本章小結(jié)
7.結(jié)論與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 課題展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號(hào)：3777156