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为了解决铝/水（Al/H2O）反应金属燃料存在点火和燃烧困难等问题,同时提高Al粉的反应程度,本论文选择镁（Mg）、氟化钠（NaF）和硼氢化钠（NaBH4）作为三种不同添加剂,分别将其应用于纳米和微米级Al粉中,系统研究了三种添加剂对Al粉在高温水蒸气中着火温度、最高燃烧温度、着火延迟时间、燃烧火焰以及产氢体积浓度等点火燃烧特征参数的影响。同时采用X-射线衍射分析（XRD）、扫描电镜-质谱联用（SEM-EDS）和热重分析（TGA）等技术对不同燃烧产物的组分、形貌以及Al粉燃烧效率进行了研究。在此基础上,揭示了三种添加剂对Al/水蒸气反应的作用机理。本论文的主要研究成果如下:（1）Al/水蒸气反应过程分为三个阶段:缓慢升温阶段、快速反应阶段和反应终止阶段。升高水蒸气温度增大了反应体系中的热流密度,从而有助于降低Al粉的着火温度和着火延迟时间。且随着Al粉的粒径由纳米级增大到微米级,其着火温度、最高燃烧温度及着火延迟时间均明显增大。通过产物分析发现,在高温水蒸气中,纳米Al粉在氧化层破裂后直接与水蒸气氧化燃烧并发生熔合,而微米Al粉在氧化层破裂后在表面沉积形成“氧化帽”,继续吸热气化在气相区实现燃烧。（2）在纳米Al粉中添加Mg,由于Mg和纳米Al粉可能在升温过程中同步燃烧,因此不能明显降低纳米Al粉在水蒸气中着火温度和着火延迟时间。随着Mg添加量增大,纳米Al粉的最高燃烧温度和燃烧火焰亮度明显提高,而燃烧效率逐渐降低。这说明添加Mg有助于提高Al/水蒸气反应放热量,但由于生成的MgAl2O4团聚体包裹在产物表面,阻碍了纳米Al粉的充分燃烧。（3）微米Al-Mg中,由于Mg粉先于微米Al粉着火,在水蒸气中的燃烧温度-时间曲线呈现“双峰”特征。随着Mg添加量增大,微米Al粉的着火温度和最高燃烧温度均呈增大趋势,同时Mg和微米Al粉在燃烧过程中相互促进的作用使两者各自的着火延迟时间均显著降低。但添加Mg降低了微米Al粉在水蒸气中的燃烧效率。（4）水蒸气温度越高,添加NaF越有利于降低纳米Al粉在水蒸气中的着火温度和着火延迟时间。随着NaF添加量的增大,纳米Al粉的燃烧效率呈上升趋势。此外,与未添加NaF的纳米Al粉相比,纳米Al-NaF样品的燃烧产物变得疏松多孔。这说明升高水蒸气温度促进了NaF的水解和电离,释放的OH-离子作用于氧化膜达到破壳的效果,同时熔化释放的F-离子穿透致密的燃烧产物,使产物表面变得开裂松动,从而促进了纳米Al粉燃烧。（5）当NaF添加量控制在7%范围内,微米Al粉在水蒸气中的着火温度、最高燃烧温度以及着火延迟时间随着NaF添加量增大而明显降低。但NaF的水解和电离过程需要吸收微米Al/水蒸气反应所产生的热量,从而使微米Al-NaF样品的燃烧火焰亮度降低,燃烧区域减小,燃烧时间缩短。与纳米Al-NaF样品相同,随着NaF添加量的增大,微米Al粉的燃烧效率亦明显提高。（6）纳米Al-NaBH4样品在水蒸气中着火温度、最高燃烧温度以及着火延迟时间随着NaBH4添加量增大而减小。同时,添加NaBH4有利于缩短纳米Al/水蒸气反应产氢的起始时间。这说明NaBH4在水蒸气中的反应活性明显优于纳米Al粉,其水解产物NaOH大大改善了纳米Al粉的点火燃烧性能。在450℃和650℃水蒸气中产氢测试发现,纳米Al粉的产氢体积浓度随着NaBH4添加量增大而显著增大。（7）增大NaBH4添加量、升高水蒸气温度均有助于降低微米Al-NaBH4样品在水蒸气中着火温度和着火延迟时间,同时添加NaBH4提高了微米Al粉的燃烧剧烈程度,缩短了燃烧时间。随着水蒸气温度升高,燃烧产物中颗粒破裂形成中空壳层结构。此外,添加NaBH4大幅度降低了μAl粉在水蒸气中的燃烧效率,这是由于NaBH4水解产生的OH-离子作用于氧化层生产非常稳定的偏铝酸盐阻碍了水蒸气分子继续渗入,致使燃烧中断。