有机氟化物对铝/镁-HTPB富燃料推进剂燃烧性能和凝聚相燃烧产物的影响

摘要

为了研究有机氟化物(OF)对铝/镁-端羟基聚丁二烯(Al/Mg-HTPB)富燃料推进剂的燃烧性能和凝聚相燃烧产物的影响,制备了三种含OF的Al/Mg-HTPB富燃料推进剂,通过氧弹量热仪分别测定了推进剂在氮气和氧气氛围下的燃烧热,采用CCD线扫描照相法测定推进剂在压力范围为3~9 MPa下的燃速,并拟合得到燃速压强指数;收集了推进剂在3 MPa下的凝聚相燃烧产物,对其形貌、粒度分布、活性铝含量和成分组成进行了分析。燃烧测试结果表明,OF的添加,使HTPB富燃料推进剂在氮气气氛下的燃烧热下降,氧气气氛下的燃烧热升高;OF的添加,使得推进剂的燃速升高和凝聚相燃烧产物的粒径降低,但由于负氧程度的增大和燃烧过程中残碳的生成,其燃速和凝聚相燃烧产物的粒径并不随OF含量的上升而单调变化。对凝聚相燃烧产物的分析结果表明,OF的添加,使富燃料推进剂的凝聚相燃烧产物的残铝量和D_(90)尺寸以下的粒子团聚程度呈现下降趋势;金属燃烧的氧化物主要以MgAl_(2)O_(4)的形式存在,OF的添加促使残碳和AlF_(3)的出现。这些结果对OF在Al/Mg-HTPB富燃料固体推进剂中的应用有重要意义。