1。1。3 硼粉在复合推进剂中的应用论文网

硼粉是固体推进剂中常用的燃烧剂，许多学者和机构都在研究含硼富燃料推进剂的配方，目前硼粉含量一般控制在30％左右，采用丁羟、虫胶和氟橡胶等作为粘合剂，用得比较少的是聚酯或GAP等。氧化剂一般采用AP、KP等，其质量热值在35MJ/kg左右，压力指数一般在0。3~0。6之间，而且具有优异的力学性质[6]。

美国在二十世纪八十年代开始研制的含硼富燃料推进剂配方如表1。3[6]所示。美国滨州大学[7]研究表明叠氮化合物所释放的分解热量可以提高含硼富燃料推进剂的点火及燃烧性能。德国拜尔化学公司[8]研究了燃烧速度稳定、燃烧效率高的富燃料推进剂，利用含氟化合物改良推进剂的性能。

表1。3  美国研制的富燃料推进剂配方

性能项目 碳氢燃料富燃料推进剂 含硼富燃料推进剂

配方 65％HTPB+35％AP 50％B+10％HTPB+40％AP

密度/ g·cm-3 1。31 1。887

质量热值/MJ·kg-1 26 35

体积热值/KJ·cm-3 38。7 65。6

燃气温度/K 1264 2228

一次燃烧排气分子量 29。1 32。5

燃气发生器比热比 1。25 1。17

理论空燃比 8。5 5。6

另外，据日本报道的含硼富燃料推进剂配方中[8] ，硼粉的含量达到35％ ，具体配方见表1。4：

表 1。4  日本含硼富燃料推进剂配方组成

配方组成 1 2 3 4

HTPB/％ 16 16 16 16

硼/％ 32 32 32 32

镁/％ 8 8 8 —

锆/％ — — — 8

硝酸钾/％ — — 39 —

氯化钠/％ — 5 5 —

1。2  硼粉表面改性的研究进展

1。2。1  硼粉表面的无机金属材料改性

无机金属包覆材料包括Ti、Mg、Al、Zr等。因为硼粉点火时需要较高的温度，可在硼粉表面包覆Ti、Mg、Al、Zr等可燃性金属，可以大幅度降低硼粉的燃烧温度，改善硼粉的燃烧性能。

李辰芳等人[9]首先采用Ti和Zr包覆硼粉，研究结果表明，在温度为2200 K，压力400 kPa的条件下，用Ti包覆硼粉的包覆率达到 9%～17% 时，直径为 2 μm 的包覆产物在 0。09 ms 内即能燃烧；用金属Zr包覆硼粉也能够优化硼粉的燃烧性能，其中包覆剂含量约占硼粉的 30%。