LiF包覆对硼粉热氧化特性的影响.doc

LiF包覆对硼粉热緘化待性的影响57文章编号：1006-9941 （2013）01-0057-04LiF包覆对硼粉热氧化特性的影响隊涛，张先瑞，王园园，黄凌，肖金戎（航天科技集团公可四抚四十二所，湖北襄阳441003）摘 要：为考察LiF包複对硼粉热氯化特性的影响.采用DSC-TG技术对）进行热分析试验。制备了含B”的推进 剂样品。采用氧弹趙热计测试其爆热和热值'考察了 对推进剂一次、二次燃烧过程中能诫释放待性的影响"结果表明：与无 定形硼相比"i*在599弋存在快速氧化反应，有39.9% （质燉百分数）的B参与了 B/O反应。含B"的推进剂使一次能就释放效 率和二次能凤释放效率明显提髙.硼的燃烧效率从65.48%摄高到81.57%.这是由爲温下LiF通过吸热反血消耗硼粉喪而B.O, 氧化层，加速B/O反应所引起的"关律词：材料科学；LiF；包覆；热分析；含硼富燃料推进剂；燃烧效率中图分类号：TJ55； VS12文献标识码：ADOI： 10.3969/j. issn. 1006-9941.2013.01.013CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS含能材料2013 4 第 21 卷第 1 期（57 -60）LiF包覆对硼粉热緘化待性的影响57CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS含能材料2013 4 第 21 卷第 1 期（57 -60）LiF包覆对硼粉热緘化待性的影响571引言硼以其具有高质量热值和体积热值的优点而成为 富燃料推进剂的首选燃料之一，以硼为主燃料组分的 含硼富燃料推进剂理论比冲可达10 kN S kg"'以 上，但是硼存在点火和燃烧过程复杂、燃烧效率偏低的 问题，使其潜在的高热值在实际应用中不能充分发 挥l'-2,o因此，要使硼粉在富燃料推进剂中得到广泛 应用，就必须先改善其点火燃烧性能。国内外对硼粒子燃烧的研究表明，硼表面包覆LiF 可以降低着火温度、表面除膜、提高燃温，能显苦改善 硼粒子的点火燃烧性能。M. K. King等研究发现， LiF包覆后硼粒子表现出极短的点火时间。T. K. Liu 等”用LiF、氟橡胶（Vition）和硅烷包覆硼粒子并研究 其对推进剂燃烧性能的影响，发现LiF包覆后，推进剂 燃烧更剧烈，点火延迟时间更短。李疏芬等研究表 明，含LiF包覆硼粒子的推进剂燃点降低，粒子间的凝 聚减弱、喷射加强。庞维强等一门研究发现LiF包覆 硼明显改善了推进剂的工艺，且推进剂中硼的燃烧效 率显著提高。高东磊等也研究了 LiF包覆的硼粒 子对推进剂燃烧性能的影响，结果表明LiF包覆的硼 粒子氧化反应温度降低、燃烧效率提髙，推进剂低压可 燃极限降低、爆热提髙。收稿日期：2012X）105；修日期：2012-05-08作者简介：陈涛（1986 -）.男，硕士研究生，主要从事固体推进剂配方设计研究。e-mail： chta20C8分析已有资料表明，H前对LiF包覆硼粉的研究 主要集中在研究其包覆过程和包覆机理，以及包覆后 硼粉对推进剂燃烧性能的炒响，而包覆硼的热氧化特 性研究及具对推进剂能量释放特性够响的研究则比较 缺乏。本工作采用热分析法研究了 LiF包覆对硼热氧 化性能的影响，分析了 LiF包覆对推进剂燃烧效率的影 响,探讨了 LiF包覆在硼粉热氧化过程中的作用机理。2 实验部分2.1 试剂与仪器试剂：无定形硼粉，其含硼量为90.15%,粒径约 1 jim,辽宁营口北方精细化工厂；B2j,纯度N98%, 国药化学试剂冇限公司；LiF,纯度M99.5%，国药化 学试剂有限公司；MgAI合金，纯度M99%,粒径约 10 jim,唐山威豪镁粉有限公司。仪器：DSC-TG联用仪SDT Q600,美国TA公 司；GR-35OO氧弹倩热计，长沙仪器厂。2.2试样制备以LiF为包覆剂，采用中和沉淀法对无定形硼粉 进行包覆，制得包覆比LiF/B =1 : 10的包覆硼试样， 记为BLif0推进剂配方的基本组成：HTPB粘合剂体系， 26%；氧化剂 AP,30%；硼粉，36%； Mg-Al 合金， 8%。推进刑试样采用VKM-5立式混合机混合，真空 浇注制备推进剂方坯试样，在70七固化成型。CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS含能材料2013 4 第 21 卷第 1 期（57 -60）