新一代高性能固體發(fā)動機(jī)是主要應(yīng)用于先進(jìn)導(dǎo)彈武器的動力裝置。開展新型固體復(fù)合推進(jìn)劑的研究,是推動固體發(fā)動機(jī)技術(shù)發(fā)展的重要途徑之一。本文以高性能固體發(fā)動機(jī)應(yīng)用為背景,以高密度推進(jìn)劑金屬添加劑鋯為研究對象,開展了鋯粉的理化特性,鋯粉點(diǎn)火燃燒以及含鋯推進(jìn)劑的點(diǎn)火燃燒實(shí)驗(yàn)研究,初步探索了鋯粉在復(fù)合推進(jìn)劑中應(yīng)用的可行性。首先,開展了鋯粉理化性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:鋯粉樣品顆粒形狀不規(guī)則,主要包含Zr元素,還有少量的O和Hf元素,主要存在的物相為金屬鋯。鋯粉的氧化經(jīng)歷了緩慢氧化-加速氧化-劇烈氧化-反應(yīng)平衡的過程。微米級鋯粉熱氧化反應(yīng)活化能Ea為175.83kJ/mol,指前因子A為1.91×10⁸s^-1,其非等溫氧化過程符合隨機(jī)成核和隨后生長模型函數(shù)G（α）=[-ln（1-α）]^?。其次,通過開展鋯粉粒徑和氧濃度等參數(shù)對鋯粉點(diǎn)火燃燒特性影響研究發(fā)現(xiàn):根據(jù)火焰形態(tài)可以將鋯粉燃燒過程分為起燃,劇烈燃燒,平穩(wěn)燃燒和火焰熄滅等四個(gè)階段。鋯粉粒徑和氧濃度等參數(shù)對鋯粉的點(diǎn)火燃燒性能具有重要影響。減小鋯粉粒徑,增大氧濃度均有利于縮短點(diǎn)火延遲... 

【文章來源】：航天動力技術(shù)研究院陜西省

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 鋯粉氧化與燃燒的研究
        1.2.2 鋯粉在推進(jìn)劑中的應(yīng)用研究
        1.2.3 納米鋯燃燒及應(yīng)用研究
        1.2.4 氫化鋯燃燒及應(yīng)用研究
    1.3 本文研究內(nèi)容
2 鋯粉理化特性研究
    2.1 研究目的和方法
    2.2 理化特性結(jié)果分析
        2.2.1 粒度分析
        2.2.2 基于SEM的微觀形貌分析
        2.2.3 基于XRD的物相分析
    2.3 鋯粉熱氧化過程分析
        2.3.1 熱氧化過程中的特征溫度
        2.3.2 熱重結(jié)果分析
        2.3.3 鋯氧化反應(yīng)動力學(xué)分析
    2.4 本章小結(jié)
3 鋯粉燃燒特性研究
    3.1 研究方法
    3.2 實(shí)驗(yàn)步驟及工況
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)步驟及表征參數(shù)
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)工況
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        3.3.1 粒徑對鋯粉點(diǎn)火燃燒特性的影響
        3.3.2 氧濃度對鋯粉點(diǎn)火燃燒特性的影響
    3.4 鋯粉燃燒過程的仿真計(jì)算
        3.4.1 計(jì)算模型及Zr-O反應(yīng)機(jī)理
        3.4.2 CHEMKIN軟件簡介
        3.4.3 反應(yīng)模型選擇及參數(shù)設(shè)置
        3.4.4 仿真計(jì)算結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
4 含鋯推進(jìn)劑能量特性研究
    4.1 含鋯丁羥推進(jìn)劑能量特性分析
        4.1.1 鋯含量對推進(jìn)劑能量特性的影響
        4.1.2 壓強(qiáng)對推進(jìn)劑能量特性的影響
    4.2 Zr/Al基 NEPE推進(jìn)劑的能量特性分析
        4.2.1 鋯含量對Zr/Al基 NEPE推進(jìn)劑能量特性的影響
        4.2.2 壓強(qiáng)對Zr/Al基 NEPE推進(jìn)劑能量特性的影響
    4.3 Zr/Al基疊氮高能推進(jìn)劑的能量特性分析
        4.3.1 鋯含量對Zr/Al基疊氮高能推進(jìn)劑能量特性的影響
        4.3.2 壓強(qiáng)對Zr/Al基疊氮高能推進(jìn)劑能量特性的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 含鋯推進(jìn)劑點(diǎn)火燃燒特性研究
    5.1 實(shí)驗(yàn)方案及方法
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)方法
        5.1.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
        5.1.3 推進(jìn)劑樣品配方
    5.2 實(shí)驗(yàn)表征參數(shù)及實(shí)驗(yàn)工況
        5.2.1 點(diǎn)火燃燒特性表征參數(shù)
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)工況
    5.3 推進(jìn)劑點(diǎn)火燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        5.3.1 鋯粉含量對推進(jìn)劑點(diǎn)火燃燒特性的影響
        5.3.2 壓力對含鋯推進(jìn)劑點(diǎn)火燃燒特性的影響
        5.3.3 鋯粉粒徑對推進(jìn)劑點(diǎn)火燃燒特性的影響
    5.4 本章小結(jié)
6 全文總結(jié)及展望
    6.1 全文總結(jié)及結(jié)論
    6.2 本文主要創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 未來工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：2960177