水沖壓發(fā)動機(jī)是一種新型的先進(jìn)動力裝置,它只攜帶富燃的水反應(yīng)金屬燃料,采用外界的海水為主氧化劑。水沖壓發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)之一是研究和掌握水反應(yīng)金屬燃料與水的反應(yīng)特性,其反應(yīng)特性是該類發(fā)動機(jī)高效燃燒和高效能量轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)和核心。在國內(nèi)外對鎂基和鋁基等金屬燃料大量研究的基礎(chǔ)上,為解決金屬/水推進(jìn)劑點(diǎn)火和燃燒困難等問題,為提高金屬的反應(yīng)速率和反應(yīng)程度,本文以霧化鎂/鋁合金為研究對象,通過高能球磨工藝和低熔點(diǎn)金屬Bi提高合金的水反應(yīng)活性,并對鎂/鋁基水反應(yīng)金屬燃料的燃燒性能進(jìn)行研究,分析了合金中鎂和鋁在一次燃燒和二次燃燒中的燃燒效率。具體內(nèi)容如下:首先,研究了鎂/鋁合金水反應(yīng)金屬燃料的燃燒過程與機(jī)理。測定了水反應(yīng)金屬燃料的燃速、爆熱和一次燃燒固相產(chǎn)物組成等,測量了二次燃燒固相產(chǎn)物的剩余鋁含量。結(jié)果表明:水反應(yīng)金屬燃料中的鎂/鋁合金發(fā)生分步氧化,在一次燃燒中主要是合金中的鎂發(fā)生了氧化反應(yīng),在二次燃燒中隨著一次燃燒產(chǎn)物中鎂的進(jìn)一步氧化,其中的鋁在鎂發(fā)生氧化后才能更好地氧化。其次,本文通過高能球磨法和添加低熔點(diǎn)金屬Bi高能球磨制備了高活性鎂/鋁合金,采用SEM、XRD、粒度分布、比表面積分析以及TGA等多...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 水沖壓發(fā)動機(jī)技術(shù)
        1.1.2 水反應(yīng)金屬燃料技術(shù)
    1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究綜述
        1.2.1 水反應(yīng)金屬燃料相關(guān)研究進(jìn)展
        1.2.2 鋁/水和鎂/水金屬燃料技術(shù)研究
        1.2.3 高活性金屬材料的制備研究
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 鎂/鋁合金水反應(yīng)金屬推進(jìn)劑燃燒氧化研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑
        2.2.2 實驗儀器與設(shè)備
        2.2.3 實驗分析測試方法
        2.2.4 鎂/鋁合金水反應(yīng)金屬燃料推進(jìn)劑的制備
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 鎂/鋁合金的氧化性能分析
        2.3.2 鎂/鋁合金推進(jìn)劑一次燃燒性能分析
        2.3.3 鎂/鋁合金推進(jìn)劑燃燒產(chǎn)物微觀形貌分析
        2.3.4 鎂/鋁合金推進(jìn)劑燃燒產(chǎn)物組成分析
        2.3.5 鎂/鋁合金推進(jìn)劑燃燒產(chǎn)物中剩余鋁含量分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 高活性鎂/鋁合金的制備與表征
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑
        3.2.2 實驗儀器與設(shè)備
        3.2.3 實驗分析測試方法
        3.2.4 高活性鎂/鋁合金的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 高能球磨鎂/鋁合金性能分析
        3.3.2 添加金屬Bi高能球磨鎂/鋁合金性能分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 高活性鎂/鋁基水反應(yīng)推進(jìn)劑燃燒氧化研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑
        4.2.2 實驗儀器與設(shè)備
        4.2.3 實驗分析測試方法
        4.2.4 高活性鎂/鋁基水反應(yīng)金屬燃料推進(jìn)劑的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 鎂/鋁基水反應(yīng)金屬燃料推進(jìn)劑一次燃燒性能分析
        4.3.2 鎂/鋁基水反應(yīng)金屬燃料推進(jìn)劑二次燃燒性能分析
        4.3.3 含氟化物的鎂/鋁基水反應(yīng)金屬燃料推進(jìn)劑一次燃燒性能分析
        4.3.4 含氟化物的鎂/鋁基水反應(yīng)金屬燃料推進(jìn)劑二次燃燒性能分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 鎂/鋁基水反應(yīng)金屬燃料推進(jìn)劑物理性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗分析測試方法
        5.2.2 推進(jìn)劑試樣制備
    5.3 實驗結(jié)果與分析
        5.3.1 密實度分析
        5.3.2 壓縮強(qiáng)度分析
        5.3.3 微觀形貌分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 主要創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 未來研究工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝



本文編號：3993279