纳米稀土氧化物对硼粉燃烧性能的影响研究(4)
范红杰等人[12]研究了推进剂组成为B(采用GAP包覆和未包覆硼粉)/AP/Al/HTPB的燃烧性能，并采用了扫描电子显微镜(SEM)观察和分析了燃烧残渣，实验结果表明，采用GAP包覆的硼粒子在常压及较高压力下点火延迟时间减短，并且提高了含硼推进剂燃烧残物的分散性。从样品l和2燃烧产物的EDS分析结果(见表1.1)可以看出，当用GAP包覆硼粒子时，由于GAP第一步分解放热的作用，使得样品2比样品1中的Al和AP 有较大的消耗，从而使得经GAP包覆硼粉的推进剂对燃烧性能有一定提高。
表1.1 样品1和样品2燃烧残渣的能谱散射能谱分析结果
样品 C% O% Al% AP%
11) 13.7 60.1 24.2 2.06
22) 18.6 59.6 20.2 1.7
注：1)硼粒子无包覆配方；2)GAP包覆硼粒子配方
李葆萱等人[13]研究了推进剂配方为B/AP/MA/HTPB(15%/50%/5%/30%)的工艺特性。结果表明，在温度为45℃下混合后药浆粘度明显提高，20 min后便无法搅拌。包覆前硼粒子表面呈锯齿状且比表面很大，当与HTPB胶混合后产生的运动阻力很大，粘度在搅拌作用下增加显著。经AP包覆后硼粒子的外观得到了改善，药浆的粘度降低了很多，虽然包覆层的厚度不是很均匀，部分硼颗粒还没有被包覆，但还是达到了浇铸的要求。
张炜等人[14]也研究了硼粉与HTPB药浆混合后的粘度变化，指出硼粉经AP包覆后，粘度降低了约50%；经 AP、KP包覆后，推进剂的反应热提高且高温分解温度提前，充分说明硼粒子经包覆后其反应特性得到了改善，同时认为包覆对推进剂粘合剂的热裂解有利，也有助于提高发动机的燃料补燃效率，且KP的包覆效果最佳。
除了以上几种材料用作硼粉的包覆外，Ti[15,16]、Zr[17]，碳化硼(B4C)[18,19]，甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)[20]等材料应用到了硼粉的包覆中。
研究发现，LiF、GAP、AP、KP、金属钛、B4C等包覆材料均对硼粒子的点火和燃烧性能有促进作用，使硼粒子的点火延迟时间减短，提高硼粒子的燃烧效率；而TMP、Viton A、TDI、硅烷等则有利于改善硼颗粒的表面性能与含硼推进剂的工艺性能。所以以上这些材料都可作为硼颗粒的包覆材料。
1.4 本文研究内容
虽然纳米材料由于其各种优越的性能被各领域的专家学者广泛地研究，但大多局限于制备金属氧化物。纳米高热剂是一种重要的纳米含能材料，纳米高热剂的一个特点就是在燃烧过程中产生足够的高温，所以，为了进一步的研究性能良好的含硼固体推进剂，基于研究现状，本文采用化学沉淀法和物理球磨法制备含硼高能燃料，相关思路如下：
1）样品制备。首先用化学沉淀法制备二氧化铈、氧化镧、氧化钕、氧化钇和氧化钐，使其包覆在硼粉表面。再用球磨法，通过球磨机，将现成二氧化铈、氧化镧、氧化钕、氧化钇和氧化钐分别于硼粉进行混合包覆，形成简单的包覆物，也就制备出了关于硼粉的高热剂。
2）表征。我们对制备出来的样品，拟采用SEM、XRD、TG/DTA、EDS进行形貌分析、结构分析、热分析、元素分析等。
3）燃烧性能检测。对于包覆后的硼粉，我们将其制成药柱并点火，用红外测温仪进行其燃烧性能的检测，比较各个样品的燃烧温度和燃烧速度。
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