B/CuO复合燃料的制备及其对Mg/PTFEr富燃料推进剂的影响

摘要

为了研究纳米氧化铜(CuO)改性硼(B)对镁/聚四氧乙烯(Mg/PTFE)富燃料推进剂的影响,利用球磨法制备了B/CuO复合燃料,将其添加到Mg/PTFE富燃料推进剂中,利用混合模压成型法制备含有不同比例的复合燃料的推进剂药柱.利用扫描电镜、TG-DSC分别测试了B/CuO复合燃料的微观形貌和热反应性能;利用红外测温仪、X射线衍射、TG-DSC分别测试了推进剂的燃烧速度、燃烧温度、反应产物以及热反应性能.结果表明:复合燃料混合较为均匀,局部有团聚;n(B)︰n(CuO)=32︰3的复合燃料的放热量高于B的放热量,燃烧效率最高,为73.1％,点火温度比B低66℃.含此复合燃料的推进剂的燃烧速度和质量燃烧速度均高于Mg/PTFE,分别提高了25.6％和3.1％,平均燃烧温度降低了16℃,最高燃烧温度则提高了6℃,但是相对于含B的Mg/PTFE推进剂,含此复合燃料的推进剂的燃烧速度和质量燃烧速度分别下降2.91％和19.51％,平均燃烧温度下降了94℃和121℃;复合燃料推进剂一次燃烧的凝聚相产物主要有MgF2、MgO、C、Cu以及Mg3 F3(BO3);一次燃烧反应过程主要是PTFE的分解以及F2和Mg的反应,二次燃烧反应过程则主要为C、Mg以及复合燃料的氧化.