氟化物包覆納米鋁粉對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．南京理工大學化工學院，江蘇南京210094；2．SPLab，Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali，Politecnico di Milano，120156 Milano，Italy）

引 言

混合發動機中氧化劑和燃料分別處于不同的狀態，其中以固態燃料和液態氧化劑為組合的固液混合發動機研究最為廣泛。與固體發動機和液體發動機相比，固液混合發動機具有安全性高、成本低、推力可調、可多次開關機等優點而受到越來越多的重視［1－3］。混合發動機的主要缺點是燃料的退移速率低，研究表明，該缺點可通過添加含能物質加以改善［4－5］。

納米鋁粉具有燃燒快、放熱量大等優點，在推進劑及炸藥中得到廣泛應用［6－7］。研究發現，氧化劑質量密流較高時，納米鋁粉可以提高HTPB燃料的退移速率；然而在氧化劑質量密流較低時，燃料的退移速率反而降低。G．A．Risha和C．Paravan［8－9］的研究證實了納米鋁粉對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，只有氧化劑質量密流達到一定值時，才有足夠的氣動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。本實驗研究了氟化物包覆納米鋁粉對HTPB燃料燃燒性能的影響，并與未經包覆處理的納米鋁粉對HTPB燃料的退移速率的影響進行比較，為納米鋁粉的應用提供參考。

1 實 驗

1．1 材料及儀器

HTPB，分子質量2 800g／mol，美國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，顆粒中金屬的質量分數為79%，平均粒度為100nm，比表面積為11m2／g。……