1.1   KClO4与KNO3介绍  1

1.2   KClO4与KNO3的热分解  2

1.3  几种金属可燃剂的燃烧特性  3

1.4  高氯酸钾的催化热分解  4

1.5   KClO4与金属混合的热反应行为  5

2  高氯酸钾及其二元混合体系的热反应研究5

  2.1 热分析 5

  2.2  热分析结果 7

3   高氯酸钾硝酸钾与金属粉混合后燃烧特征研究 12

3.1  烟火药燃烧特征 12

3.2  烟火药的燃烧过程  12

3.3  燃速测定方法与原理  12

3.4燃烧测试结果13

3.5正氧平衡的燃烧特性16

3.6小结17

4  高氯酸钾硝酸钾与金属粉混合后燃烧转爆轰特性研究  18

4.1  燃烧反应与爆炸反应的差别  18

4.2  燃烧转爆轰的条件  18

4.3  试验方法20

4.4  爆炸性能测试结果分析21

结论23 

致谢   25

参考文献26 

 1  引言

目前在常用的烟火剂组分中，高氯酸钾、硝酸钾作为强氧化剂，具有高密度、高有效氧含量的特点。由于它们的分解温度较高，遇强酸不分解，因此，它的化学稳定性比氯酸钾高，对机械（撞击、摩擦）的敏感没有氯酸钾高，而广泛应用于烟花中。在烟火药物中，高氯酸钾的作用与氯酸钾差不多，实践证明，高氯酸钾可以替代氯酸钾[1]。硝酸钾也常常用在烟火药中。

而金属可燃剂，常见的有Mg、Al、MgAl-合金等[2]，在烟火剂中通常作为强还原剂成分，当其发生燃烧时，能放出大量的热。为了达到更大限度上的能量的释放，有必要考虑将两种氧化剂与金属粉混合，形成高氯酸钾与硝酸钾和金属可燃剂混合体系，对该两个体系进行进一步的反应特性分析比较。源[自[优尔``论`文]网·www.youerw.com/

1.1   KClO4与KNO3介绍

高氯酸钾又名高钾、过氯酸钾，为一级无机氧化剂，分子式： KClO4，分子量：138.55。为无色斜方晶或结晶的白色粉末，相对密度2.52，熔点610℃，溶于水，几乎不溶于醇和酸，有清凉，其火焰为紫色。含氧量46.19%，到610℃分解为氯化钾和氧气[3]。其结构式如下：

图1.1  高氯酸钾结构式

硝酸钾又叫硝石，土硝，钾硝石，无色透明棱柱晶体或粉末。溶于水，稀乙醇、甘油，不溶于无水乙醇和乙醚。用于制造火药、玻璃、火柴，并用作肥料分析试剂等。硝酸钾分子量为101.11，在空气中不易潮解，其为强氧化剂，与有机物接触能引起燃烧甚至爆炸。主要用于焰火、黑色火药、火柴、导火索、烛芯、烟草、彩电显像管、药物、化学试剂、催化剂、陶瓷釉彩、玻璃、肥料、及花卉、蔬菜、果树等经济作物的叶面喷施肥料等。另外，冶金工业、食品工业等将硝酸钾用作辅料。其结构式如下：

 硝酸钾结构式                    

1.2   KClO4与KNO3的热分解

1.2.1   KClO4热分解机理

关于KP的热分解机理,研究不是很多。一般早期认为[4]高氯酸钾的热分解机理为：高氯酸钾首先分解为氯酸钾，然后氯酸钾的一部分进一步完全分解，而氯酸钾的另一部分重新转化为KP

KClO4→KCl3+1/2O2↑                  (1.1)

 KCl3→KCl + 3/2 O2↑                 (1.2)