超細鋁基復合粉體燃燒機理研究.pdf

1、超細鋁基復合粉體是為了保證納米鋁粉活性而在其表面進行包覆或復合處理得到的高性能復合材料。納米鋁粉尺度小、比表面積大、表面配位不全的特點，使得化學活性增加。將納米鋁粉作為含能材料添加劑，將有可能大大提升固體推進劑和火炸藥的燃燒效果。因此研究納米鋁粉的燃燒性能、燃燒機理及其影響因素具有重大的現(xiàn)實意義。
　　本文設計了一種新型的用于固體微粒燃燒的定容燃燒系統(tǒng)，并基于定容燃燒系統(tǒng)對納米鋁粉燃燒性能進行了實驗研究,通過CHEMKIN軟件對納

2、米鋁粉燃燒性能進行了模擬計算。
　　獲得的主要成果有：
　　1）搭建了一套定容燃燒系統(tǒng),完成了定容燃燒器、點火系統(tǒng)、測試系統(tǒng)等的設計、加工、校核，最終結果顯示該套系統(tǒng)可用于納米鋁粉燃燒機理實驗研究。
　　2）基于定容燃燒系統(tǒng)，通過對比火焰結構，燃燒彈體內的溫度和動態(tài)壓力的變化，以及對燃燒產物的顯微結構及組成成分進行分析，研究了不同初始壓力對納米鋁粉燃燒性能的影響。結果表明，納米鋁粉和空氣反應生成復雜的氧化鋁、氮化鋁多型

3、體，隨著壓力的增大，反應速率不斷增大，峰值壓力升高且達到時間縮短，但總放熱量大致相同。
　　3）建立納米鋁粉的準穩(wěn)態(tài)燃燒模型：內表面、火焰面、凝結面和外邊界這四個無限小薄層將燃燒區(qū)域分為內區(qū)、中區(qū)和外區(qū)這3個部分?；贑HEMKIN，采用包含8種組分和10個反應的鋁粉與空氣燃燒反應機理進行模擬計算。結果表明初始壓力越高，氧化劑擴散速度越快，鋁液滴汽化潛能越小，鋁粉燃燒反應速率越大，但壓力對中間產物的生成量沒有明顯的影響。初始溫度越