B、Mg、Al对DBAP燃烧剂燃烧性能影响研究(3)
而金属燃烧剂的氧化过程是金属与氧反应生成金属氧化物的很剧烈的一个化学反应过程，此过程产生的热量不仅能保持这种强烈过程的持续，还可以输出巨大的热量，产生非常高的温度[12]。
通过分析现有燃烧剂的配方设计,双基药和复合双基雅进剂的能量特征及硼、镁、铝粉在复合双基药中的的燃烧特性,认为以双基药和少量硼、镁、铝粉为可燃剂，加入高氯酸铵作为氧化剂的燃烧剂可能具备燃烧热值高、燃烧温度高、火焰长度长、残渣量低的特点[2]。
因此,本文的主要研究对象是设计以双基药和硼、镁、铝粉为可燃剂,加入高氯酸铵为氧化剂的燃烧剂，通过对它燃烧性能的研究,得到一种燃烧热值高, 火焰长度长, 能长距离点火，燃烧残渣量低, 点火性能和安定性好的燃烧剂。
实验前通过计算得到，双基药要混合相当量的高氯酸铵,才能达到零氧平衡,达到双基药/高氯酸铵燃烧热的最大值。对双基药，高氯酸铵，金属粉燃烧剂，一方面要按零氧平衡的原则，采用一定的配比方法,得到最高燃烧热，同时还要考虑到金属粉低燃烧效率的特点，要控制金属粉的用量,以免金属粉用量过高导致燃烧不充分和残渣量升高，同时还要兼顾其他燃烧性能。
实验过程中根据烟火药的制备工艺，分别制备了不同组分含量的双基药（DB），双基药/高氯酸铵(DB/AP)，双基药/高氯酸铵/硼、镁、铝粉(DB/AP/B、Mg、Al)这五种配方的燃烧剂，并对不同配比的以上五种组分的燃烧剂进行了燃烧热测试，火焰长度测试，燃烧温度测试以及燃烧速度测试，用热分析仪测试热分解性质，通过对各项性能的综合比较,完成了目标燃烧剂的设计。
1.4 本课题拟解决的关键问题
(1) 分析得到最佳配比,设计在双基药中分别加入一定量的硼、镁、铝粉作为燃烧剂，以高氯酸铵为氧化剂的燃烧剂。
(2) 通过燃烧热测试实验分别测得一定配比的DB， DB/AP，DB/AP/B、Mg、Al粉燃烧剂的燃烧热值。
(3) 通过燃烧剂的燃烧实验测得一定配比DB， DB/AP，DB/AP/B、Mg、Al粉燃烧剂的燃烧温度、燃烧速度、火焰长度等燃烧性能，并进行研究分析。
(4) 通过热分析研究DB， DB/AP，DB/AP/B、Mg、Al粉燃烧剂的热分解性质。
2. 燃烧剂的组分与配方设计
2.1 燃烧剂的组分
燃烧剂属于烟火药,烟火药一般由可燃剂,氧化剂和粘合剂组成。
其中可燃剂要求具有的特点是热效应较高，燃烧需氧量较少，在常温下具有一定的安定性。氧化剂通常为无机盐类，要求含有足够的氧且不容易吸湿，在常温下具有一定的安定性。粘合剂的作用是文持烟火药的力学性能，成分一般多为高分子材料。
2.1.1 可燃剂
烟火药中的可燃剂分为无机可燃剂和有机可燃剂等。其中金属可燃剂属于常用的无机可燃剂，而碳水化合物类、芳香烃类、酯类等属于常用的有机可燃剂，另外可作为有机可燃剂物质有很多。
硼、镁、铝粉及其合金是烟火药剂中常使用的金属可燃剂。
表[13]2.1 硼、镁、铝的性能参数
Mr 密度/g/cm3 熔点/K 沸点/K 燃烧热/KJ/g 耗氧量/g/g
硼 10.81 1.86 1558 2823 58.24 2.22
镁 24.31 1.74 923 1390 25.09 0.66
铝 26.98 2.70 993 2720 30.46 0.88
硼（Boron）元素符号B，第三主族元素，原子序数为5，硼元素原本属于非金属元素，但在燃料的应用研究中，人们习惯将之列入金属燃料。元素硼具有很高的体积热值和质量热值，硼的质量燃烧热高达59MJ/kg，体积热值140kJ/cm，是镁的3.09倍、铝的1.66倍[14]、碳氢化合物的3倍。因此，在能量特性方面，硼实际上是最好的金属燃料。