PDF《含能材料燃烧过程中热分解化学的研究进展》

含能材料燃烧过程中热分解化学的研究进展 刘子如, 张腊莹 (西安近代化学研究所, 陕西 西安 710065) 摘要: 从模拟燃烧条件、 组分相互作用、 组分物理状态、 分析测试技术等几方面介绍了含能材料燃烧过程中热分 解化学研究近几年来的最新进展.

着重介绍燃烧热分解中的基元反应对建立推进剂燃烧新型模型的重要性、 氧化 剂和黏合剂及催化剂之间的相互作用、 氧化剂的黏度和相态变化对燃烧和热分解过程的影响. 关键词: 分析化学;

含能材料;

燃烧;

热分解 中图分类号: TJ55 文献标识码: A 文章编号: 100727812(2005)

0320072204 Advance of Thermal D ecomposition Chem istry of Energetic M ater ials under Combustion Condition L I U Zi2ru, ZHAN G L a2ying (X i′ an M odern Chem istry Research Institute, X i′ an 710065, China) Abstract: N ew advance of recent years in the investigation of therm al decompo sition chem istry of energetic m aterials under com bustion condition w as review ed. The contents consist of the therm al decompo sition at si m ulated com bustion condition, interaction of the components of energetic m aerials, an influence of physical state on thermo lysis and m easurem ent techniques etc. The objects of study w ere rem arked w hich are the great i mpo rtance of elem entray reaction of therm al decompo sition to build com bustion new model of p ropellants, the interactions of oxidants w ith adhesives and catalysts, and the influence of grain size and phase transition of the oxidants on the p rocesses of com bustion and decompo sition. Key words: analytical chem istry;

energetic m aterials;

com bustion;

therm al decompo sition 引言含能材料的燃烧过程是以凝聚相和气相化学反 应为基础的复杂的多阶段过程.所有描述燃烧的理 论模型都是建立在含能材料热分解过程的质量和能 量 (热) 传输的基础上, 热分解化学研究为此提供了 基本的动力学和热力学数据. 因此, 含能材料热分解 化学研究对含能材料的应用研究具有重要意义.本 文以 《航天航空进展》 (P rogress in A stronautics and A eronautics) 第185 卷的论文为主简介含能材料燃 烧过程中热分解化学研究的最新进展.

1 新型燃烧理论对热分解化学的要求 由于高能和低特征信号固体推进剂的需要, 推 进剂配方的研究有重大发展, 为了改善燃烧和力学 性能, 降低烟雾等需要, 加入了各种添加剂, 使推进 剂配方具有多样性和多组分性. 因此, 在有关含能材 料燃烧模型的研究方面发生了重大变化, 建立了所 谓 基元反应化学特定模型 (chem ically specific modeling w ith elem entary reaction) [1 ] , 逐渐用明确 的基元反应机理解释了燃烧过程中详细的化学本 质, 以替代那些以 非特定化学反应 (chem ically nonspecific reaction) 为理论基础的燃烧模型.所谓 详细化学本质 (detailed chem ical nature) 就要求探 索含能材料及其添加物的热分解特性, 能量的释放 和传输过程, 产物(包括气相产物) 的逸出和相互作 用过程. M iller 和A nderson 等人[1 ] 认为 非特定化学反 应 可以描述复合推进剂各组分的物理特性, 如氧化 剂颗粒度的选择, 但不能用于指导化学成分的选择, 收稿日期:

2004212210 作者简介: 刘子如(1940- ) , 男, 研究员, 博士生导师, 研究领域为火炸药热化学分析.

2 7 火炸药学报Chinese Journal of Explosives &