為進一步提高HTPB推進劑的能量并抑制鋁粉在燃燒過程中的團聚,制備了鋁粉質量分數為16%～22%的端羥基聚丁二烯（HTPB）推進劑,并分別加入含氟有機化合物（OF）作為鋁燃燒促進劑,研究了鋁含量和OF對HTPB推進劑燃燒性能的影響;使用氧彈量熱儀測定了推進劑在氬氣氛圍下（3MPa）的爆熱;收集在3MPa下推進劑燃燒的凝聚相產物,采用激光粒度儀、X射線光電子能譜儀（XPS）及X射線衍射儀（XRD）等分別對其進行粒度分布、元素和物相分析;通過線掃描攝像機和高壓燃燒室系統(tǒng)測定推進劑的燃速;利用高速攝影系統(tǒng)觀察推進劑燃面上熔鋁粒子的團聚過程。結果表明,HTPB推進劑在鋁粉質量分數為20%時實測爆熱最大,含氟有機物OF的引入使得爆熱有所下降;隨著HTPB推進劑中鋁含量的提高,燃面上熔鋁粒子的團聚愈加嚴重,凝聚相燃燒產物的尺寸和殘留鋁含量均逐漸增加;加入含氟有機物OF能夠促使-Al₂O₃和AlF₃的生成,有效抑制鋁顆粒在燃燒過程中的團聚,使凝聚相燃燒產物的尺寸和殘留鋁含量顯著降低,當鋁粉質量分數為20%時,OF的加入使得殘留鋁的生成... 

【文章來源】：火炸藥學報. 2020,43(01)北大核心

【文章頁數】：7 頁

【部分圖文】：

鋁含量測定裝置示意圖

利用線掃描攝像燃速測定系統(tǒng)測定推進劑樣品在不同壓力下的燃速(樣條尺寸為4mm×4mm×20mm),并采用維也里燃速公式r=bpn計算燃速壓強指數[11-12]。采用高速攝像機和自主建立的實驗裝置(如圖2所示)研究常壓下固體推進劑的動態(tài)燃燒表面。高速攝像機配備有Nikon AF Zoom-Nikkor微距鏡頭和長焦鏡頭。高速攝像機固定在可調工作臺上,便于調整焦距。采用石英玻璃材質的小型透明燃燒器,固定在位置可滑動調節(jié)的支架上;燃燒器連接有保護氣源(N2),在燃燒條件下及時排出燃燒產物,以免影響拍攝圖像的清晰度。高速攝像機位置固定和焦距調準后,用一個標尺標定放大倍率。拍攝燃燒表面時,推進劑藥條尺寸為:厚度2mm,寬5mm,長26mm,鏡頭由微距鏡頭和長焦鏡頭對接,攝像機拍攝速率為4500pps,曝光時間約為50μs。點火位置為藥條長度方向的一端,開啟保護氣源,利用電子點火器將推進劑樣品引燃,進行高速拍攝。2 結果與討論

圖3給出了鋁含量和OF對HTPB推進劑凝聚相燃燒產物粒度分布的影響。當鋁粉質量分數為16%時(S1和S5),燃燒產物的粒度呈現雙峰分布,主峰集中在0.6～5μm之間,在10～100μm之間也存在微弱的峰。當鋁粉質量分數為22%時(S4和S8),燃燒產物的粒度呈現三峰分布,主峰集中在2～10μm之間,在10～100μm之間有較強的峰。這表明鋁含量的提高會加劇鋁粉在燃燒過程中的團聚,使得大尺寸的凝聚相燃燒產物明顯增多。當鋁含量相同時,加入OF不會對粒度分布的峰形產生影響,但使得小尺寸(0.6～10μm)燃燒產物峰的強度升高,大尺寸(10～100μm)燃燒產物峰的強度降低,表明OF可有效減少鋁粉在燃燒過程中的團聚,從而降低固體產物的粒度。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3018344