本文關(guān)鍵詞：基于親油性納米顆粒的高密度懸浮燃料研究

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【摘要】：液體碳?xì)淙剂鲜菫楦鞣N航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力保障的關(guān)鍵,在推進(jìn)劑領(lǐng)域占有重要地位。燃料性能(尤其是能量和密度)是決定飛行性能(包括航程、航速和有效載荷等)的關(guān)鍵之一。新型高性能飛行器的發(fā)展對(duì)燃料推進(jìn)能力提出了更高的要求,采用化學(xué)方法人工合成的高密度液體碳?xì)淙剂铣哂幸话阋后w碳?xì)淙剂系膬?yōu)點(diǎn)外,還具有更大的質(zhì)量密度和體積熱值,但其冰點(diǎn)和粘度隨著密度的增加而急劇增加,因此,采用化學(xué)合成進(jìn)一步提升燃料密度和體積熱值已十分困難,需要新的途徑來制備密度更高的液體燃料。本文采用制備親油性硼、碳、鋁等高能納米顆粒、然后分散到高密度液體燃料中,制備出一類新型懸浮燃料,并運(yùn)用多種技術(shù)手段對(duì)表面改性的納米顆粒進(jìn)行了表征,以及對(duì)新型燃料的各項(xiàng)性能進(jìn)行了測(cè)試,證實(shí)了采用這種新途徑提升燃料密度和體積熱值的可行性。為了使高能納米顆粒與液體碳?xì)淙剂霞嫒?本文采用一種簡(jiǎn)單、溫和、高效的溶劑加熱回流或超聲分散的方法,嘗試多種保護(hù)劑,對(duì)納米硼、碳管、鋁顆粒表面進(jìn)行改性,發(fā)現(xiàn)三正辛基氧膦對(duì)納米硼顆粒改性效果最好,油胺對(duì)碳納米管改性效果最好,油酸對(duì)納米鋁改性效果最好。將親油性顆粒分散到高密度燃料HD-03或HD-01燃料中靜置存放6周后,仍有約15 wt%的納米顆粒穩(wěn)定分散在液體燃料中。進(jìn)一步分別對(duì)含10 wt%、20 wt%、30 wt%高能顆粒的HD-01和HD-03兩種懸浮燃料的密度、粘度、流動(dòng)性、熱值進(jìn)行了測(cè)試與計(jì)算,發(fā)現(xiàn)懸浮燃料的密度和熱值均隨著硼、碳、鋁納米顆粒含量的增加而增加,其中當(dāng)納米顆粒含量為30 wt%時(shí),懸浮燃料的密度最高達(dá)到1.23 g/m L(Al/HD-03),體積熱值最高達(dá)到58.1 MJ/L(B/HD-03),已超過目前密度和體積熱值最高的RJ-5燃料。在室溫下,懸浮燃料仍然保持較好的液體流動(dòng)狀態(tài),具有良好的低溫粘度。而且,硼、碳、鋁納米顆粒能縮短四環(huán)庚烷/發(fā)煙硝酸和四環(huán)庚烷/N2O4自燃點(diǎn)火延遲期,且添加納米硼顆粒的效果最佳。在發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)中,懸浮燃料沒有顆粒堵塞管路的現(xiàn)象發(fā)生,納米顆�？梢酝耆紵�。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V511

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1 鄂秀天鳳;基于親油性納米顆粒的高密度懸浮燃料研究[D];天津大學(xué);2015年

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本文編號(hào)：1178561