氧化劑包覆硼顆粒對(duì)硼基推進(jìn)劑點(diǎn)火燃燒特性的影響

陳冰虹, 劉建忠, 梁導(dǎo)倫, 李和平,2, 周俊虎

(1. 浙江大學(xué)能源清潔利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 浙江 杭州 310027; 2. 杭州電子科技大學(xué)能源研究所, 浙江 杭州 310018)

1 引 言

硼的容積熱值與質(zhì)量熱值[1]較高,故硼基推進(jìn)劑(B基推進(jìn)劑)被認(rèn)為是滿足當(dāng)前固體火箭沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)高比沖燃燒要求的理想燃料之一。然而,B顆粒熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高、點(diǎn)火困難,給B基推進(jìn)劑的實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)了困難[2]。為此,國(guó)內(nèi)外對(duì)B基推進(jìn)劑的點(diǎn)火燃燒特性及促進(jìn)方法進(jìn)行了大量研究,取得了一系列的研究成果[3-8]。

目前,提高B基推進(jìn)劑實(shí)際燃燒效率的方法主要包括調(diào)整B基推進(jìn)劑配方、B顆粒表面包覆等[9]。配方組分中氧化劑是B基推進(jìn)劑在貧氧環(huán)境下燃燒時(shí)氧的主要來(lái)源[10],對(duì)B基推進(jìn)劑的點(diǎn)火燃燒特性有著重要影響。劉迎吉[11]等使用埋置鎢錸熱電偶的方法分析了配方中氧化劑對(duì)B基推進(jìn)劑絕熱火焰溫度的影響,發(fā)現(xiàn)隨著配方中氧化劑含量的增加,B基推進(jìn)劑的絕熱火焰溫度升高。奧克托今(HMX)等高能氧化劑具備高熱值、高熱穩(wěn)定性、無(wú)煙無(wú)腐蝕等優(yōu)良特性,非常適合作為固體推進(jìn)劑的高能添加劑[12]。研究表明,對(duì)B顆粒進(jìn)行表面包覆可提高B顆粒燃燒的表面溫度、破除表面氧化膜,從而提高燃燒效率。當(dāng)前研究B顆粒的包覆材料主要包含氟化物、金屬、氧化劑等,采用包覆方式能使氧化劑均勻分布于B顆粒的表面,更有利于其中的氧與B顆粒表面接觸,存在一定的優(yōu)勢(shì)[13]。謝中元[14]等人研究了高氯酸銨(AP)包覆層對(duì)B顆粒燃燒的影響,發(fā)現(xiàn)AP包覆層可以改善B的燃燒完全性,AP/B復(fù)合粒子可明顯提高炸藥能量釋放率。李疏芬[15]等研究了高氯酸鉀(KP)包覆層對(duì)B/Mg/AP/HTPB富燃料推進(jìn)劑熱分解特性的影響,發(fā)現(xiàn)KP包覆能提高B的轉(zhuǎn)化率。然而,目前在B基推進(jìn)劑中所使用的氧化劑包覆材料類型仍存在一定的局限性,其他氧化劑在包覆上使用較少。因此,針對(duì)多種氧化劑包覆材料對(duì)B基推進(jìn)劑性能的影響進(jìn)行深入研究,尋找更適宜的氧化劑包覆材料是十分必要的。

本研究選取AP、硝酸銨(AN)、硝基胍(NQ)、HMX 4種氧化劑作為研究對(duì)象,采用重結(jié)晶方式對(duì)B顆粒進(jìn)行包覆處理,制得了相應(yīng)的B基推進(jìn)劑樣品。利用熱重-差示掃描量熱(TG-DSC)對(duì)各樣品的熱氧化特性進(jìn)行分析,并利用激光點(diǎn)火試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)樣品的點(diǎn)火燃燒特性和過(guò)程進(jìn)行研究。對(duì)比分析了不同氧化劑對(duì)樣品點(diǎn)火燃燒特性的影響,為B基推進(jìn)劑包覆材料的選取提供參考。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 樣品

無(wú)定形B: 保定中普瑞托有限公司,純度為99%,標(biāo)稱粒徑為10～15 μm,為市售常見(jiàn)粒徑; AP、AN、NQ: 阿拉丁試劑有限公司,分析純; HMX: 甘肅銀光化學(xué)工業(yè)集團(tuán)有限公司,純度大于99.6%; HTPB淄博艾利默貿(mào)易有限公司,羥值為42.9856 mg KOH/g。

采用重結(jié)晶法[13]分別制備AP、AN、NQ、HMX包覆B顆粒。實(shí)驗(yàn)前,首先配制氧化劑(AP、AN、NQ、HMX)的飽和溶液,并將其與B顆粒以質(zhì)量比1∶10的比例混合,利用超聲波振蕩器進(jìn)行水浴加熱,在80 ℃下蒸干混合液,獲得包覆AP、AN、NQ、HMX的4種B顆粒。隨后,將這4種B顆粒分別與AP、HTPB按38.5∶31.5∶30的質(zhì)量比攪拌混合均勻,獲得分別以AP、AN、NQ、HMX作為B顆粒表面包覆材料的B基推進(jìn)劑樣品,分別編號(hào)為1#、2#、3#、4#。 此外,將未包覆的B顆粒與AP、HTPB按35∶35∶30的質(zhì)量比攪拌混合,獲得機(jī)械混合的B基推進(jìn)劑樣品,編號(hào)為5#。

2.2 設(shè)備與方法

熱重-差示掃描量熱實(shí)驗(yàn)采用德國(guó)NETZSCH公司生產(chǎn)的STA449F3大容量熱重分析儀。升溫范圍為室溫～1000 ℃,升溫速率為10 ℃·min-1。實(shí)驗(yàn)中,反應(yīng)氣體采用流速為50 mL·min-1的空氣,樣品質(zhì)量約為10 mg。

激光點(diǎn)火試驗(yàn)采用自行設(shè)計(jì)的激光點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)由點(diǎn)火控制模塊、燃燒診斷模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和點(diǎn)火燃燒室模塊四大部分組成。其中,點(diǎn)火控制模塊主要包括激光電源和150W CO2激光器。利用電磁繼電器控制激光器出光時(shí)間,本研究中設(shè)置為3 s。燃燒診斷模塊主要包括Avaspec-2048光纖光譜儀、Redlake GE4900-T12高速攝像儀及Kleiber Infrared GmbH高速測(cè)溫儀。通過(guò)同步觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)光纖光譜儀與激光器的同步開(kāi)啟。設(shè)置光纖光譜儀拍攝時(shí)間間隔 5 ms,每次拍攝 1000幀; 高速攝像儀拍攝幀率為500 fps,拍攝時(shí)長(zhǎng)為8 s; 高速測(cè)溫儀拍攝時(shí)間間隔為10 ms,拍攝時(shí)長(zhǎng)為8 s。每次實(shí)驗(yàn)使用的樣品質(zhì)量約為50 mg。數(shù)據(jù)處理模塊主要通過(guò)計(jì)算機(jī)利用Avaviewer、Origin等相關(guān)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。點(diǎn)火燃燒室采用石英玻璃材料加工制成,便于觀測(cè),且有良好的耐溫耐壓能力。

圖1激光點(diǎn)火試驗(yàn)系統(tǒng)

1—點(diǎn)火控制模塊, 2—反射鏡, 3—燃燒室, 4—樣品, 5—三通閥, 6—壓力表, 7—?dú)馄? 8—點(diǎn)火燃燒室模塊, 9—燃燒診斷模塊, 10—高速攝像機(jī), 11—高速測(cè)溫儀, 12—光纖光譜儀, 13—計(jì)算機(jī), 14—數(shù)據(jù)處理模塊, 15—激光電源, 16—同步觸發(fā)器, 17—循環(huán)冷卻水, 18—CO2激光器

Fig.1Laser ignition experimental system

1—ignition control module, 2—mirror, 3—combustion chamber, 4—sample, 5—three-way valve, 6—pressure gauge, 7—gas cylinder, 8— ignition and combustion chamber module, 9—combustion diagnosis module, 10—high-speed camera, 11—high-speed thermometer, 12—fiber spectrometer, 13—computer, 14—data processing module, 15—laser power, 16—synchronization trigger, 17—circulating cooling water, 18—CO2laser

3 結(jié)果與討論

3.1 熱氧化特性分析

1#～4#樣品的熱重實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖 2～圖4所示。

由圖2、圖3可見(jiàn),在升溫前期,樣品質(zhì)量基本穩(wěn)定。當(dāng)溫度達(dá)到300 ℃左右,開(kāi)始出現(xiàn)明顯失重,這是由組分中的氧化劑、粘合劑等成分受熱反應(yīng)產(chǎn)生氣體產(chǎn)物導(dǎo)致的,定義此失重階段為反應(yīng)第一階段。當(dāng)溫度達(dá)到550 ℃以后,失重過(guò)程基本結(jié)束。此時(shí),由于樣品溫度尚未到達(dá)B顆?？焖傺趸磻?yīng)所需溫度,樣品質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定穩(wěn)定,為過(guò)渡階段。當(dāng)溫度達(dá)到700 ℃左右,樣品開(kāi)始增重,這是由于樣品中的B顆粒發(fā)生氧化反應(yīng),產(chǎn)生了液態(tài)的B2O3[16],定義此增重階段為反應(yīng)第二階段。當(dāng)溫度高于800 ℃后,增重速度明顯減慢。這是因?yàn)殡S著熱氧化的進(jìn)行,B顆粒表面形成了大量B2O3,覆蓋在B顆粒表面,從而阻礙內(nèi)部的B顆粒進(jìn)一步熱氧化反應(yīng)[17]。

由圖4可見(jiàn),樣品在失重階段與增重階段皆存在明顯的放熱峰。對(duì)比放熱峰高度發(fā)現(xiàn),樣品在第一階段的放熱遠(yuǎn)不如第二階段。這是因?yàn)榈谝浑A段主要為氧化劑、粘合劑等成分的反應(yīng)放熱,這些成分自身熱值較低,放熱較少; 而第二階段主要為B顆粒的氧化放熱,B顆粒擁有極高的質(zhì)量熱值,故該階段放熱更多。

圖2樣品的TG曲線

Fig.2TG curves of the samples

圖3樣品的 DTG曲線

Fig.3DTG curves of the samples

圖4樣品的DSC曲線

Fig.4DSC curves of the samples

根據(jù)文獻(xiàn)[18]的方法,由熱重曲線獲取熱氧化特性參數(shù),結(jié)果見(jiàn)表 1。

第一階段的開(kāi)始標(biāo)志著樣品反應(yīng)的開(kāi)始。對(duì)比發(fā)現(xiàn),2#樣品的起始反應(yīng)溫度最低(327.6 ℃),這是因?yàn)锳N熱穩(wěn)定性差,在較低的溫度下就能分解,能有效降低樣品的起始反應(yīng)溫度。第二階段主要為B顆粒的氧化反應(yīng),其起始反應(yīng)溫度可以反映樣品中B顆粒的點(diǎn)火溫度。在該階段中,3#和4#樣品起始反應(yīng)溫度較低(703.8 ℃與705.7 ℃)。這是因?yàn)榈谝浑A段NQ、HMX分解產(chǎn)生的水蒸汽能與B2O3發(fā)生反應(yīng),即B2O3+H2O→2HBO2,消除B顆粒表面的初始氧化膜,使B暴露在空氣中,從而更易開(kāi)始反應(yīng)[19]。

表1熱氧化特性參數(shù)

Table1Thermal oxidation characteristic parameters

No．stage1(300℃～600℃)initialreactiontemperature/℃massloss/%stage2(700℃～900℃)initialreactiontemperature/℃massgain/%heatrelease/J·g-11#425．763．86725．829．1269422#327．666．77714．934．2347813#356．761．52703．834．0372874#384．168．40705．731．399968

從質(zhì)量變化上來(lái)看,幾個(gè)樣品在兩個(gè)階段均發(fā)生了明顯的質(zhì)量變化。其中,第一階段的質(zhì)量變化明顯大于第二階段。4#樣品在第一階段的失重最為明顯,這是因?yàn)镠MX在第一階段分解產(chǎn)生了CH2O、N2O、CHO等大量氣體產(chǎn)物[20]。而第二階段中,1#樣品的增重最少。分析其TG與DTG曲線(圖2、圖3)發(fā)現(xiàn),1#樣品在反應(yīng)第一階段430 ℃左右出現(xiàn)了一個(gè)急劇的失重過(guò)程,失重率遠(yuǎn)大于其他幾個(gè)樣品,且放熱明顯。這是由于在該過(guò)程中樣品在短時(shí)間內(nèi)急劇燃燒,部分B顆粒發(fā)生了氧化反應(yīng)。這也導(dǎo)致1#樣品在反應(yīng)第二階段中參與氧化反應(yīng)的B顆粒質(zhì)量少于其他樣品,增重最少。

為明確急劇燃燒現(xiàn)象是由氧化劑包覆B顆粒而非組分變化所致,以AP包覆B顆粒為例,利用機(jī)械混合方式制備了與1#組分相同的5#樣品,進(jìn)行了對(duì)比研究,結(jié)果如圖 5所示。

圖51#、5#的TG-DTG曲線

Fig.5TG-DTG curves of samples 1#and 5#

對(duì)比1#和5#樣品的熱重曲線(圖5)可以發(fā)現(xiàn),采用機(jī)械混合的5#樣品在第一階段中未出現(xiàn)與1#樣品類似的急劇燃燒現(xiàn)象。從質(zhì)量變化率上看,5#樣品在第一階段中失重率峰值遠(yuǎn)小于1#,說(shuō)明沒(méi)有快速失重情況的出現(xiàn)。從質(zhì)量變化上看,1#樣品在第一階段的失重為63.86%,明顯少于5#樣品; 而在第二階段中,5#樣品的增重為33.13%,大于1#樣品的29.12%。這是由1#樣品在第一階段產(chǎn)生的急劇燃燒現(xiàn)象促進(jìn)了硼顆粒的氧化所致。可見(jiàn),采用重結(jié)晶將AP包覆于B顆粒表面的確有利于提高B基推進(jìn)劑氧化反應(yīng)強(qiáng)度,從而能促進(jìn)推進(jìn)劑樣品中組分反應(yīng)的進(jìn)行。

從放熱上來(lái)看,4#樣品所釋放的熱量最大,達(dá)到9968 J·g-1; 3#樣品放熱量也較大,為7287 J·g-1(表1)。分析其原因主要有兩個(gè)方面: 第一, HMX、NQ在分解過(guò)程中產(chǎn)生了大量的氣體產(chǎn)物,氣體產(chǎn)物中的水蒸汽能與B顆粒表面的初始氧化膜發(fā)生反應(yīng),而其他氣體產(chǎn)物的逸出也能有效破壞表面氧化膜,使內(nèi)部B顆粒能更好地與氧氣接觸。因此,樣品中的B顆粒能實(shí)現(xiàn)更充分的反應(yīng),從而放出更多的熱量。第二,作為一種高能氧化劑,HMX、NQ自身的分解也會(huì)釋放出熱量,提高B顆粒周圍溫度,促進(jìn)B顆粒的氧化,從而提升樣品的整體放熱量。而由于HMX的爆熱(5249 kJ·kg-1)大于NQ(2730 kJ·kg-1)[21],HMX自身分解所能放出的熱量更大,故其在提高樣品放熱量上表現(xiàn)更佳。

3.2 點(diǎn)火燃燒特性分析3.2.1 點(diǎn)火延遲及燃燒時(shí)間

由于光纖光譜儀與激光器同步觸發(fā),故可利用特征光譜(詳見(jiàn)3.2.2節(jié))信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)間來(lái)計(jì)算樣品的點(diǎn)火延遲時(shí)間。定義光譜儀檢測(cè)到樣品特征光譜的瞬間為燃燒起始幀數(shù)i0,點(diǎn)火延遲時(shí)間為td,則樣品點(diǎn)火延遲時(shí)間的計(jì)算公式[22]為:

td=i0×5

(1)

高速攝像機(jī)具有更高的拍攝頻率,故利用高速攝像儀拍攝所得圖像對(duì)樣品的燃燒時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。定義樣品開(kāi)始發(fā)出亮光的瞬間為燃燒起始幀數(shù)i1,樣品亮光消失瞬間為燃燒結(jié)束幀數(shù)i2,燃燒時(shí)間為tc,則樣品燃燒時(shí)間的計(jì)算公式[23]為:

tc=(i2-i1)×2

(2)

計(jì)算結(jié)果如圖6所示。觀察發(fā)現(xiàn),1#樣品的點(diǎn)火延遲時(shí)間為330 ms,而其他樣品則均大于500 ms,說(shuō)明使用AP包覆B顆粒能有效縮短樣品的點(diǎn)火延遲時(shí)間,這是因?yàn)锳P分解產(chǎn)生大量的氣體,有利于破壞B顆粒表面的氧化膜,使得B顆粒更容易暴露在氧氛圍內(nèi)并被迅速點(diǎn)燃。在樣品實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火后,4#的燃燒時(shí)間最短,為2750 ms。說(shuō)明在同等質(zhì)量的B基推進(jìn)劑中,HMX作為包覆劑可以促進(jìn)B基推進(jìn)劑燃燒快速地完成。這是因?yàn)镠MX作為一種高能氧化劑,其自身分解可釋放出較多的熱量,從而提高燃燒溫度,使得樣品的燃燒更為劇烈,燃盡更為迅速。

圖6樣品點(diǎn)火延遲時(shí)間與燃燒時(shí)間

Fig.6Ignition delay time and combustion time

3.2.2 燃燒強(qiáng)度

圖7為1#～4#樣品點(diǎn)火燃燒過(guò)程光譜三維圖。

圖7清晰地反映了B基推進(jìn)劑點(diǎn)火燃燒過(guò)程中發(fā)射光譜強(qiáng)度的完整變化過(guò)程。初始階段,由于樣品未被點(diǎn)燃,光譜信號(hào)保持較弱水平。此后,隨著樣品點(diǎn)火燃燒的開(kāi)始,光譜信號(hào)開(kāi)始出現(xiàn)并隨著燃燒劇烈程度的加深而增強(qiáng)。最后,當(dāng)樣品燃燒逐漸減弱并結(jié)束,光譜信號(hào)也逐漸減弱并消失。從圖7中可以發(fā)現(xiàn),4種樣品的光譜形狀存在著一定的差異,1#和2#樣品光譜出現(xiàn)到達(dá)到最大值存在明顯的遞增過(guò)程,光譜時(shí)間跨度較大; 而3#和4#樣品則從光譜出現(xiàn)后較快達(dá)到最大值,光譜最大強(qiáng)度也高于1#和2#樣品兩個(gè)樣品。

圖 8為樣品點(diǎn)火燃燒過(guò)程中光纖光譜儀所采集的最大強(qiáng)度特征光譜,可有效反映樣品的燃燒強(qiáng)度差異。

觀察發(fā)現(xiàn),4種樣品的特征光譜均表現(xiàn)出相似的形狀,光譜在700 nm左右達(dá)到最大值。特征光譜峰值的大小也表征燃燒的劇烈程度,對(duì)比4種樣品的峰值發(fā)現(xiàn),3#與4#樣品光譜峰值明顯高于1#和2#樣品,分別為24986與21526。說(shuō)明NQ、HMX的包覆能有效增大B基推進(jìn)劑樣品在點(diǎn)火燃燒過(guò)程中的最大燃燒強(qiáng)度,有利于B基推進(jìn)劑在燃燒過(guò)程中熱量的快速釋放。

為分析B基推進(jìn)劑樣品在整個(gè)燃燒過(guò)程中的燃燒強(qiáng)度,根據(jù)文獻(xiàn)[23]介紹的方法,以700 nm作為研究的特征波長(zhǎng),對(duì)整個(gè)燃燒過(guò)程中該波長(zhǎng)光譜強(qiáng)度變化過(guò)程進(jìn)行分析。求取該特征波長(zhǎng)光譜強(qiáng)度在整個(gè)燃燒過(guò)程中關(guān)于時(shí)間的積分,用以表征樣品在整個(gè)燃燒過(guò)程中的平均燃燒強(qiáng)度,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

a. 1#

b. 2#

c. 3#

d. 4#

圖7樣品點(diǎn)火燃燒光譜三維圖

Fig.7Three-dimensional spectra of the ignition and combustion process of the samples

圖8樣品最大強(qiáng)度特征光譜

Fig.8Maximum spectral intensity curves of the samples at full wave

表2700 nm處特征光譜隨時(shí)間積分結(jié)果

Table2Integration results at a characteristic wavelength of 700 nm

No．1#2#3#4#integration8．05E67．00E69．22E69．62E6

對(duì)比發(fā)現(xiàn),3#與4#樣品的平均燃燒強(qiáng)度均大于9×106,說(shuō)明NQ與HMX作為高能氧化劑,其分解時(shí)釋放出大量熱量,能有效提升B顆粒周圍的溫度,促進(jìn)B顆粒表面氧化膜的氣化,有利于B顆粒的進(jìn)一步燃燒,從而實(shí)現(xiàn)B顆粒更迅速、徹底的燃燒。比較NQ與HMX在提升燃燒強(qiáng)度上的效果發(fā)現(xiàn),雖然3#樣品的最大光譜強(qiáng)度大于4#樣品(圖8),但其在整個(gè)燃燒過(guò)程中的平均光譜強(qiáng)度小于4#樣品(表2)。即HMX的包覆更有利于提升B基推進(jìn)劑的整體放熱水平,這點(diǎn)與表1中的放熱量結(jié)果相吻合。

結(jié)合燃燒時(shí)間綜合考慮,發(fā)現(xiàn)以NQ、HMX高能氧化劑包覆的B基推進(jìn)劑樣品其整體燃燒強(qiáng)度更高、燃燒時(shí)間更短,且HMX的提升效果更佳,能有效促進(jìn)B基推進(jìn)劑燃燒與熱量的快速釋放。

3.2.3 燃燒溫度

利用高速測(cè)溫儀測(cè)試了1#～4#樣品燃燒過(guò)程中的溫度變化。定義樣品在激光點(diǎn)火燃燒的3 s內(nèi)溫度數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值為樣品的平均燃燒溫度,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 3。

表3樣品平均燃燒溫度

Table3Average combustion temperature of the samples

No．1#2#3#4#averagecombustiontemperature/℃667．0642．8735．8845．5

對(duì)比發(fā)現(xiàn),燃燒過(guò)程中,4#樣品的平均燃燒溫度最高,達(dá)到845.5℃。這是由于HMX分解所帶入的熱量能有效提高B基推進(jìn)劑燃燒的溫度水平。2#樣品在燃燒過(guò)程中平均溫度最低,整體放熱特性較差。這一結(jié)果與熱氧化特性分析(3.1節(jié))中樣品放熱量的測(cè)試結(jié)果及光譜強(qiáng)度隨時(shí)間積分的計(jì)算結(jié)果相符。

4 結(jié) 論

(1)采用AP、AN、NQ、HMX 4種氧化劑包覆B顆粒,制取了相應(yīng)的B基推進(jìn)劑樣品。利用常壓熱天平研究氧化劑包覆對(duì)B基推進(jìn)劑熱氧化特性的影響,與機(jī)械混合樣品(AP包覆)進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明,所有B基推進(jìn)劑樣品的熱氧化過(guò)程均分為兩個(gè)階段。采用AP包覆B顆粒的樣品更有利于提高B基推進(jìn)劑樣品在第一階段的氧化反應(yīng)強(qiáng)度,從而促進(jìn)B基推進(jìn)劑中的B顆粒在該階段參與氧化反應(yīng)。與機(jī)械混合樣品對(duì)比后發(fā)現(xiàn),重結(jié)晶包覆手段是產(chǎn)生低溫急劇燃燒的重要原因。AN的包覆能降低B基推進(jìn)劑樣品的起始反應(yīng)溫度至327.6 ℃,對(duì)實(shí)現(xiàn)B基推進(jìn)劑在更低溫度下點(diǎn)火有一定的幫助。HMX的包覆則對(duì)提高B基推進(jìn)劑樣品的放熱量最為有利,使樣品的放熱量提升至9968 J·g-1。

(2)利用激光點(diǎn)火試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)樣品進(jìn)行點(diǎn)火試驗(yàn),對(duì)比分析幾個(gè)樣品的燃燒效果。包覆AP樣品的點(diǎn)火延遲時(shí)間為330 ms,點(diǎn)火速度明顯快于其他樣品,可見(jiàn)AP包覆有利于改善B基推進(jìn)劑的點(diǎn)火特性。AN包覆的樣品在燃燒過(guò)程中放熱特性最差,平均燃燒溫度最低,僅為642.8 ℃。包覆NQ、HMX的樣品的燃燒強(qiáng)度明顯大于APAN包覆樣品。其中,NQ包覆對(duì)提高B基推進(jìn)劑燃燒強(qiáng)度峰值最為有利,其使樣品的最大光譜強(qiáng)度達(dá)到24986; 而HMX包覆能有效提升樣品整體燃燒強(qiáng)度。經(jīng)HMX包覆后,B基推進(jìn)劑樣品燃燒時(shí)間縮短為2750 ms,燃燒過(guò)程平均溫度達(dá)到845.5 ℃。

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