基于最小自由能的MTV體系熱力學(xué)性能研究

蔣 沖，劉玉杰，吳 越，趙非玉

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基于最小自由能的MTV體系熱力學(xué)性能研究

蔣 沖，劉玉杰，吳 越，趙非玉

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司光電技術(shù)研究院，遼寧錦州，121000）

基于最小自由能法計(jì)算了鎂粉/聚四氟乙烯/氟橡膠（MTV）體系反應(yīng)產(chǎn)物以及絕熱反應(yīng)溫度，分析了VITON含量、MT比例、空氣以及環(huán)境壓力對(duì)MTV體系絕熱反應(yīng)溫度和產(chǎn)物的影響。研究結(jié)果表明：VITON的引入對(duì)反應(yīng)體系影響較小；在MT體系中，鎂粉含量約35%時(shí)絕熱反應(yīng)溫度最高；隨著MTV體系中參與反應(yīng)的空氣量增加，絕熱反應(yīng)溫度逐漸降低，空氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%時(shí)達(dá)到最低，之后略有上升；隨著環(huán)境壓力的上升，絕熱反應(yīng)溫度增大，對(duì)產(chǎn)物的影響較小。

MTV誘餌；最小自由能；熱力學(xué)

鎂粉（Mg）/聚四氟乙烯（PTFE）/氟橡膠（VITON）體系（MTV）作為一種通用的高能材料，不僅應(yīng)用于各類(lèi)紅外誘餌彈藥[1]，還廣泛應(yīng)用于各種戰(zhàn)術(shù)/戰(zhàn)略發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火[2]。

MTV體系的紅外輻射性能和點(diǎn)火性能主要取決于燃燒溫度和燃燒產(chǎn)物的組成。燃燒溫度由產(chǎn)物和反應(yīng)物的生成熱決定，燃燒溫度的提高有利于提高輻射性能和點(diǎn)火性能。燃燒產(chǎn)物中一定含量的高輻射率物質(zhì)有利于提高輻射性能，產(chǎn)物中一定量的固體物質(zhì)則有利于提高點(diǎn)火能力。

本文分析了MTV體系的燃燒過(guò)程，利用最小自由能原理[3]計(jì)算了不同配比的MTV系統(tǒng)對(duì)生成產(chǎn)物以及絕熱反應(yīng)溫度的影響，同時(shí)計(jì)算了空氣的引入以及環(huán)境壓力對(duì)反應(yīng)體系的影響。

1 MTV體系反應(yīng)歷程

MTV反應(yīng)體系的反應(yīng)歷程[4]：氧化劑（PTFE）與燃料（Mg）均勻混合顆粒的燃燒是粒狀擴(kuò)散燃燒，在氧化劑粒度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于燃料粒度的條件下，Mg/PTFE紅外誘餌劑的燃燒模型如圖1~2所示。……