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基于新型氟碳黏合剂的固体推进剂燃烧性能

2022-08-13姚启发毛超超邵玉玲罗运军

含能材料 2022年8期

姚启发,毛超超,,邵玉玲,夏 敏,2,罗运军,2

(1. 北京理工大学 材料学院,北京 100081;2. 北京理工大学高能量密度材料教育部重点实验室,北京 100081;3. 西安北方惠安化学工业有限公司,陕西 西安 710302)

0 引言

为了提高复合固体推进剂的能量特性,广泛应用铝粉作为高热值燃料。然而,含铝复合推进剂在燃烧中易出现凝聚相团聚,凝聚相团聚会降低推进剂的能量释放效率,增大实际比冲与理论比冲的差距[1-2]。凝聚相团聚主要来源于Al2O3的包覆作用以及未完全燃烧的铝的熔融聚集[3-5]。铝在推进剂燃面的团聚机理十分复杂,影响因素也很多样,如固体推进剂燃速、燃面上升气流、团聚物在燃面停留时间尺度等因素,都将影响团聚物的形成,改变最终凝相燃烧产物形态和粒径分布[6]。研究发现每增加质量分数10%的未燃烧铝,比冲损失约为1%[7]。此外,凝聚相团聚会对燃烧室绝热层和喷管的造成严重烧蚀,影响发动机的工作安全[8-9]。为了解决推进剂燃烧过程中的凝聚相团聚,氟化物被引入到固体推进剂中,并在近年来受广泛关注和 研究[10-12]。Sidi Huang 等[13]通过改性微乳液方法制备出了铝与聚偏氟乙烯(PVDF)复合材料,与机械混合制备的复合材料相比,采用该方法制备的Al/PVDF 复合材料具有更短的点火时间和更高的燃烧反应性和效率。孙世雄等[14]将聚四氟乙烯(PTFE)与铝粉经机械球磨制得PTFE/Al 复合材料,应用到双基推进剂中将凝聚相产物的中值粒度降低了82%。王维伦等[15]将含氟有机添加剂加入到含铝聚醚推……

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