含硼富燃料推进剂热安定性研究

摘要

二十一世纪，已经进入了高超声速飞行时代。要实现高超音速飞行的关键在于先进的推进系统，而推进技术的核心是燃料。由于硼具有较高的质量能量和体积能量，使它成为高性能吸气式的固体火箭冲压发动机和冲压发动机瞩目追求的燃料。
　　本实验采用的是德国NETZSCH公司生产的STA449 F3型同步热分析仪，分别在Ar和O2两种测试气氛中，设置升温范围在RT~1000℃，选择5K/min、10K/min、15K/min、20K/min四种不同的升温速率，匀速升温加热样品，测定含硼富燃料推进剂MCRI-B系列样品的热分解特性。通过测试得到TG-DSC曲线，进行热分解特性分析，讨论样品热分解的可能反应进程，进而评定其热安定性。
　　实验结果表明：（1）在氩气测试气氛下，三种样品的反应进程不一致。MCRI-B1的反应进程主要是100℃之前的脱结晶水过程、500℃前后的晶型转变过程和900℃前后的分解过程；MCRI-B2的反应进程，大约在500℃之前只有少量的质量损失，500℃之后才开始出现晶型转变过程，大约900℃左右，开始出现分解反应；MCRI-B3的反应进程主要是在300℃左右有明显的燃烧过程；（2）在氧气测试气氛下，三种样品的氧化特性表现一致，都是分步氧化；（3）同一种样品，在相同测试气氛下，升温速率的快慢影响TG曲线的起始点和对应的DSC曲线的峰值温度，对反应进程的影响不明显，基本保持一致；（4）总体评价三种样品的热安定性：MCRI-B2样品的热安定性最好，MCRI-B3样品次之，MCRI-B1样品较不稳定。

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1 前言

1.1 燃料的热安定性

1.2 本课题的研究意义

1.3 国内外研究现状

1.4 课题提出及研究内容

2 含硼富燃料推进剂

2.1 高能推进剂的发展趋势

2.2 硼元素的理化特性

2.3 硼粒子的燃烧机理

2.4 含硼富燃料推进剂的特点

2.5 含硼富燃料推进剂的燃烧条件

2.6 含硼富燃料推进剂存在的问题及改善途径

3 热分析技术

3.1 热分析联用技术的应用研究

3.2 热分析技术的应用原理

4 含硼富燃料推进剂热安定性实验研究

4.1 实验研究基础

4.2 实验测试条件

4.3 实验测试数据

4.4 实验测试对比分析

5 结论

5.1 实验结论综合概述

5.2 展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢