微尺度含能材料燃烧及作功特性研究

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本文研究了微尺度装药的燃烧及作功特性,选择燃速和冲量作为表征参量。设计了用于微尺度装药燃速测试的方法,成功测得了燃速。优化设计了已有的微推力测试装置,获得了冲量与装药量以及装药直径的关系。得到了以下结论:1.设计了光电转换器-靶线测速法,测得装药为斯蒂酚酸铅和高氯酸铵混合装药,装药直径为1.6mm~2.0mm的环氧树脂含能芯片的燃速为20m·s-1~30m·s-1;陶瓷含能芯片中装药直径从0.5mm~2.0mm时燃速为20m·s-1~40m·s-1;当装药直径和装药厚度增大时燃速有所增加。2.用95A型号的霍尔传感器和22/2型磁铁对原微推力测试装置进行了改进;采用6次多项式拟合方法进行系统标定,减小了测量误差;推力计算方法也更合理。3.当药室直径为0.6mm~2.0mm时,实验测得的斯蒂酚酸铅作功特性如下:总冲约为0.3mN·s~4mN·s,装药密度为1.8g·cm-3~2.2g·cm-3。得出了冲量与装药直径近似为二次多项式关系,冲量与装药量则成线性关系。4.通过与微爆轰理论以及燃烧理论计算结果的比较,得出了微尺度下的作功模型为爆燃化学反应。
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