镁/铝基水反应金属燃料推进剂燃烧性能研究

发布时间：2024-06-12 05:16

　　水冲压发动机是一种新型的先进动力装置,它只携带富燃的水反应金属燃料,采用外界的海水为主氧化剂。水冲压发动机的关键技术之一是研究和掌握水反应金属燃料与水的反应特性,其反应特性是该类发动机高效燃烧和高效能量转换的基础和核心。在国内外对镁基和铝基等金属燃料大量研究的基础上,为解决金属/水推进剂点火和燃烧困难等问题,为提高金属的反应速率和反应程度,本文以雾化镁/铝合金为研究对象,通过高能球磨工艺和低熔点金属Bi提高合金的水反应活性,并对镁/铝基水反应金属燃料的燃烧性能进行研究,分析了合金中镁和铝在一次燃烧和二次燃烧中的燃烧效率。具体内容如下:首先,研究了镁/铝合金水反应金属燃料的燃烧过程与机理。测定了水反应金属燃料的燃速、爆热和一次燃烧固相产物组成等,测量了二次燃烧固相产物的剩余铝含量。结果表明:水反应金属燃料中的镁/铝合金发生分步氧化,在一次燃烧中主要是合金中的镁发生了氧化反应,在二次燃烧中随着一次燃烧产物中镁的进一步氧化,其中的铝在镁发生氧化后才能更好地氧化。其次,本文通过高能球磨法和添加低熔点金属Bi高能球磨制备了高活性镁/铝合金,采用SEM、XRD、粒度分布、比表面积分析以及TGA等多...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 水冲压发动机技术
        1.1.2 水反应金属燃料技术
    1.2 国内外相关研究综述
        1.2.1 水反应金属燃料相关研究进展
        1.2.2 铝/水和镁/水金属燃料技术研究
        1.2.3 高活性金属材料的制备研究
    1.3 本文主要研究内容
第2章 镁/铝合金水反应金属推进剂燃烧氧化研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验仪器与设备
        2.2.3 实验分析测试方法
        2.2.4 镁/铝合金水反应金属燃料推进剂的制备
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 镁/铝合金的氧化性能分析
        2.3.2 镁/铝合金推进剂一次燃烧性能分析
        2.3.3 镁/铝合金推进剂燃烧产物微观形貌分析
        2.3.4 镁/铝合金推进剂燃烧产物组成分析
        2.3.5 镁/铝合金推进剂燃烧产物中剩余铝含量分析
    2.4 本章小结
第3章 高活性镁/铝合金的制备与表征
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验仪器与设备
        3.2.3 实验分析测试方法
        3.2.4 高活性镁/铝合金的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 高能球磨镁/铝合金性能分析
        3.3.2 添加金属Bi高能球磨镁/铝合金性能分析
    3.4 本章小结
第4章 高活性镁/铝基水反应推进剂燃烧氧化研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂
        4.2.2 实验仪器与设备
        4.2.3 实验分析测试方法
        4.2.4 高活性镁/铝基水反应金属燃料推进剂的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 镁/铝基水反应金属燃料推进剂一次燃烧性能分析
        4.3.2 镁/铝基水反应金属燃料推进剂二次燃烧性能分析
        4.3.3 含氟化物的镁/铝基水反应金属燃料推进剂一次燃烧性能分析
        4.3.4 含氟化物的镁/铝基水反应金属燃料推进剂二次燃烧性能分析
    4.4 本章小结
第5章 镁/铝基水反应金属燃料推进剂物理性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验分析测试方法
        5.2.2 推进剂试样制备
    5.3 实验结果与分析
        5.3.1 密实度分析
        5.3.2 压缩强度分析
        5.3.3 微观形貌分析
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 全文总结
    6.2 主要创新点
    6.3 未来研究工作展望
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢



本文编号：3993279