氟化物包覆納米鋁粉對(duì)HTPB燃料燃燒性能的影響

秦 釗，Christian PARAVAN，Giovanni COLOMOBO，Luigi T．DELUCA，沈瑞琪，葉迎華

（1．南京理工大學(xué)化工學(xué)院，江蘇南京210094；2．SPLab，Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali，Politecnico di Milano，120156 Milano，Italy）

引 言

混合發(fā)動(dòng)機(jī)中氧化劑和燃料分別處于不同的狀態(tài)，其中以固態(tài)燃料和液態(tài)氧化劑為組合的固液混合發(fā)動(dòng)機(jī)研究最為廣泛。與固體發(fā)動(dòng)機(jī)和液體發(fā)動(dòng)機(jī)相比，固液混合發(fā)動(dòng)機(jī)具有安全性高、成本低、推力可調(diào)、可多次開關(guān)機(jī)等優(yōu)點(diǎn)而受到越來越多的重視［1－3］。混合發(fā)動(dòng)機(jī)的主要缺點(diǎn)是燃料的退移速率低，研究表明，該缺點(diǎn)可通過添加含能物質(zhì)加以改善［4－5］。

納米鋁粉具有燃燒快、放熱量大等優(yōu)點(diǎn)，在推進(jìn)劑及炸藥中得到廣泛應(yīng)用［6－7］。研究發(fā)現(xiàn)，氧化劑質(zhì)量密流較高時(shí)，納米鋁粉可以提高HTPB燃料的退移速率；然而在氧化劑質(zhì)量密流較低時(shí)，燃料的退移速率反而降低。G．A．Risha和C．Paravan［8－9］的研究證實(shí)了納米鋁粉對(duì)HTPB燃料退移速率的這種影響。納米鋁表面易形成一層致密的氧化鋁薄膜，只有氧化劑質(zhì)量密流達(dá)到一定值時(shí)，才有足夠的氣動(dòng)力將鋁顆粒帶出燃燒面，納米鋁顆粒才能顯著提高燃料的退移速率［4］。

氟化物包覆納米鋁粉（VF＿Alex）是用氟橡膠和一種氟代烴包覆的納米鋁顆粒。本實(shí)驗(yàn)研究了氟化物包覆納米鋁粉對(duì)HTPB燃料燃燒性能的影響，并與未經(jīng)包覆處理的納米鋁粉對(duì)HTPB燃料的退移速率的影響進(jìn)行比較，為納米鋁粉的應(yīng)用提供參考。

1 實(shí) 驗(yàn)

1．1 材料及儀器

HTPB，分子質(zhì)量2 800g／mol，美國(guó)Sartomer公司；己二酸二辛酯（DOA）、二月桂酸二丁基錫（TIN），純度均大于99%，ACROS／Carlo Erba公司；異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI），Alfa Aesar GmbH ＆Co．KG 公司；氟化物包覆納米鋁粉，俄羅斯Advance Powder Technologies LLC（APT）公司，顆粒中金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為79%，平均粒度為100nm，比表面積為11m2／g。……