BiOF的摻入對n-AI/CuO納米鋁熱體系性能的影響

李經緯 朱晨光

[摘要]為了提高n-AI/CuO體系的增壓能力，改善其點火性能，選用含氟氧化劑氟氧化鉍（BiOF）作為典型鋁熱體系n-AI/CuO中CuO的替代，并將BiOF成功復合于n-AI/CuO體系中．分別使用掃描電鏡（SEM）、X射線衍射儀（XRD）、X射線光電子能譜儀（XPS）研究了復合材料的微觀結構、晶體結構特征和表面元素組成及價態。使用高速攝影、高速紅外熱像儀和壓力傳感器研究了復合體系在限制條件下的火焰傳播速率、點火溫度和增壓性能。結果表明，BiOF可以在n-AI/CuO體系中作為CuO的良好的替代物。當BiOF的替代質量分數為9%時，體系在限制條件的火焰傳播速率從385 m/s提高至478 m／s，提高了24.1%；輸出的峰值壓力從1.32 MPa提高至1.51MPa；增壓速率從43 MPa提高至72 MPa；點火溫度也得到顯著的下降。總之，作為CuO的替代物，BiOF可以有效改善n-AI/CuO的點火性能，并提升體系在限制條件下的能量輸出能力。

[關鍵詞]n-Al/CuO；含氟氧化劑；納米鋁熱劑；氟化氧化物

[分類號]TJ51

0引言

納米鋁熱劑是由納米級的燃料和氧化劑顆粒混合而成的復合系統。與傳統的微尺度或單分子含能材料相比，納米銷熱劑具有更低的傳質尺度和更高的反應界面。因此，它在能量密度、點火延遲和燃燒效率等方面具有顯著的優點。然而，納米鋁熱劑的應用仍然有限。在推進劑系統中，其反應生成的凝聚相燃燒產物會導致兩相流損失。