Al/Mo/PMF 復合粉末的制備及其熱氧化和增壓性能

夏 濱，蔡水洲

（華中科技大學材料成型與模具技術國家重點實驗室，湖北 武漢 430074）

1 引言

鋁粉由于燃燒熱值高、來源廣泛、耗氧量低等優點而被當作金屬燃料廣泛用于推進劑中［1-3］，它不僅可以提高推進劑的能量密度，同時其燃燒產物能抑制振蕩燃燒的產生，可大幅改善火箭發動機的燃燒穩定性［4-5］。但微米級鋁粉在使用過程中存在點火溫度高、燃燒不充分、能量釋放不完全等問題［6-8］，凝相燃燒產物的大量團聚引發的兩相流損失，嚴重降低了推進劑的燃燒效率［9-10］。

為解決鋁粉點火溫度高、燃燒不完全的問題，一些學者考慮采用摻雜、合金化等手段對鋁粉進行改性處理［11-13］，在鋁粉中添加適量高活性、高密度合金元素如Zr［14］、W［15］等，使合金顆粒內部獲得兩種或兩種以上的物相組成，而氧化過程中合金相的選擇性氧化會極大促進鋁粉的氧化完全。另外，高能量、高密度合金燃料用于固體推進劑中，在單位空間內能更大限度地提高推進劑釋能，調節推進劑的能量輸出方式［16］。金屬Mo 的密度為10.22 g·cm-3，理論單位體積燃燒焓高達82.48 kJ·cm-3，其氧化產物MoO3沸點為1155 ℃，遠低于推進劑的燃燒溫度［17］，在燃燒過程中能以氣態形式存在，增大燃燒腔內部壓強。然而，對于在鋁粉中添加金屬元素Mo 的文章還未見報道。

針對金屬燃料燃燒團聚的問題，一些學者發現在推進劑中摻雜少量易分解的含氟聚合物能促進復合顆粒在燃燒過程中發生破碎，產生更小的燃燒碎片［18-19］。Sippel 等［20］用富燃、機械活化的Al/PTFE（聚四……