十二氢十二硼酸双四乙基铵对铝粉燃烧反应机理的影响
2021-11-01牛余雷卜宇凡孙培培王晓峰
含能材料 2021年10期
姜 帆,牛余雷,卜宇凡,孙培培,王晓峰,南 海,汪 强
(西安近代化学研究所,陕西 西安 710065)
1 引言
多面体硼氢化合物是一类具有笼状结构的高能含能燃料,在固体推进剂中采用此类化合物是获得高燃速性能的一种有效途径[1-2]。早在1970 年,美国就在“蝮蛇”反坦克火箭中使用了含有癸硼烷的高燃速推进剂,其燃烧可达100 mm·s-1[3]。在国内,Pang 等[4]将十氢十硼酸双四乙基铵(BHN-10)应用于推进剂配方中,通过增加BHN-10 可提升体系的燃烧热值。十二氢十二硼酸双四乙基铵(BHN-12)在分解过程中释放的低电离势氢离子可加速硝铵的热分解,从而提高NEPE推进剂的燃速[5],因此,该类燃料具有良好应用潜力。
高纯度硼在推进剂和炸药等含能配方中可作为体系的助燃剂和燃速调节剂,但由于纯硼存在点火温度高、燃烧不完全等问题[6]而未被广泛使用。通过含碳物质的引入可改善硼的反应活性[7-8],对于固体温压炸药来说,由于固体燃料粒子在分散后均匀性较差,其在后燃反应阶段的爆轰常以点爆轰形式存在,没有达到体爆轰的效果,导致铝粉的反应完全性不足,制约了温压炸药能量的进一步提升。研究表明,在爆轰的初始阶段,爆炸产生的高温足以使小于15 μm 的片状铝粉达到熔化温度而在几毫秒内反应,而粒度超过150 μm 的铝粉需在爆炸扩散的过程中持续剥离破碎而反应[9]。Jiang 等[10]利用气体色谱检测手段对不同粒度级配的铝粉的反应特性展开定量研究,发现爆炸后金属Al 在密闭空间内的反应完全性相对较低。……
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