高热值氧化—可燃体系能量释放效率研究

发布时间：2021-02-06 04:16

　　为了能使炸药具有高爆热,高爆容,在炸药配方中增添高热值（58.3MJ/Kg）的硼粉,同时不增加氧化剂的含量。但是单质硼的熔点和沸点非常高,难于熔化和气化,燃烧产物（B2O3）容易覆盖在未反应的硼粉的表面,阻碍其的进一步燃烧,导致硼的点火和燃烧性能较差,潜热不能完全释放,能量释放效率低,且常用的氧化剂高氯酸铵（AP）供氧量有限,另一种供氧量更高的氧化剂高氯酸锂（LiP）存在燃烧速度低,燃烧物气体含量低,作功能力差等问题。本文为了解决上述可燃剂与氧化剂的矛盾,采用水热法使两种氧化剂与硼粉在微米量级上进行分子混合的措施,充分综合利用两种氧化剂的优点,实现了组分在微米量级的均匀分散,晶形有序性提高,利用氧化剂释放出的活性氧促进硼燃烧,促进了硼燃烧完全性,降低了硼燃烧产物的凝结,提高了含硼燃烧体系的能量利用率和能量释放效率。本文主要研究内容如下:（1）利用基于最小自由能原理,对配方热力学参数进行优化计算。结果表明,在以AP和LiP为氧化剂,B为可燃剂的体系中,B的最佳比例为21%,同时也验证了Li P可以提高含能材料的能量;当两种氧化剂AP/LiP为45%:55%时,燃烧热较高,气体含量也不会太... 

【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 研究目的与意义
    1.3 国内外研究现状
    1.4 本课题研究思路与主要内容
        1.4.1 研究思路
        1.4.2 主要研究内容
第2章 高能氧化‐可燃体系配方设计
    2.1 计算模型
    2.2 燃烧热力学优化计算
        2.2.1 优选可燃剂
        2.2.2 B含量的优化计算
        2.2.3 AP/LiP配比优化计算
    2.3 本章小结
第3章 能量高效释放技术研究
    3.1 与水热法相关的基础理论
        3.1.1 水热物理化学
        3.1.2 水热技术
        3.1.3 水热法多晶薄膜制备
    3.2 试验试剂与仪器
    3.3 高能氧化‐可燃剂的制备
    3.4 样品的表征
        3.4.1 差示扫描量热法（DSC）
        3.4.2 扫描电子显微镜（SEM）
    3.5 结果与讨论
        3.5.1 DSC分析
        3.5.2 SEM表征
    3.6 本章小结
第4章 燃烧热动力学性能测试
    4.1 燃烧热测试
        4.1.1 热值测试的基本原理
        4.1.2 试验装置
    4.2 燃烧压力曲线测试
        4.2.1 试验简介
        4.2.2 测试系统
        4.2.3 试验装置
    4.3 实验部分
        4.3.1 试验试剂及仪器
        4.3.2 密闭爆发器测试样品制备
    4.4 结果与分析
        4.4.1 燃烧热测试
        4.4.2 p‐t曲线分析
    4.5 本章小结
第5章 在高能炸药中的应用研究
    5.1 试验炸药配方热力学计算
    5.2 水下爆炸能量计算公式
    5.3 测试系统简介
        5.3.1 检测方法
        5.3.2 检测设备
        5.3.3 测点布置
        5.3.4 测量参数与测量系统
        5.3.5 试验配方
    5.4 实验结果
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
攻读学位期间发表论文研究成果清单
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]不同包覆剂对硼颗粒点火燃烧的影响[J]. 席剑飞,刘建忠,汪洋,李和平,张彦威,周俊虎,岑可法.  固体火箭技术. 2013(05)
[2]以HMX为基混合炸药撞击感度的计算方法[J]. 黄琛鸿,刘玉存,袁俊明.  火工品. 2013(03)
[3]LiF包覆对硼粉热氧化特性的影响[J]. 陈涛,张先瑞,王园园,黄凌,肖金武.  含能材料. 2013(01)
[4]黑索今基含铝炸药的铝氧比对爆轰性能及其水下爆炸性能的影响[J]. 项大林,荣吉利,李健,冯晓军,王浩.  兵工学报. 2013(01)
[5]硼在氧化性气氛中燃烧的热力学分析[J]. 席剑飞,刘建忠,杨卫娟,汪洋,敖文,周俊虎,岑可法.  固体火箭技术. 2012(01)
[6]军用混合炸药的发展趋势[J]. 王晓峰.  火炸药学报. 2011(04)
[7]含硼金属炸药水下能量的实验研究[J]. 封雪松,赵省向,刁小强,戴致鑫.  火炸药学报. 2009(05)
[8]超细硼粉粒径对硼粉/AP复合物热性能影响[J]. 杨毅,王进,宋洪昌,李凤生.  宇航学报. 2007(06)
[9]包覆及团聚对硼燃烧的影响[J]. 高东磊,张炜,朱慧,姬壮周.  含能材料. 2007(04)
[10]美国不敏感混合炸药的发展现状[J]. 王昕.  火炸药学报. 2007(02)



本文编号：3020134