十二氫十二硼酸雙四乙基銨對鋁粉燃燒反應機理的影響

姜 帆，牛余雷，卜宇凡，孫培培，王曉峰，南 海，汪 強

（西安近代化學研究所，陜西 西安 710065）

1 引言

多面體硼氫化合物是一類具有籠狀結構的高能含能燃料，在固體推進劑中采用此類化合物是獲得高燃速性能的一種有效途徑［1-2］。早在1970 年，美國就在“蝮蛇”反坦克火箭中使用了含有癸硼烷的高燃速推進劑，其燃燒可達100 mm·s-1［3］。在國內(nèi)，Pang 等［4］將十氫十硼酸雙四乙基銨（BHN-10）應用于推進劑配方中，通過增加BHN-10 可提升體系的燃燒熱值。十二氫十二硼酸雙四乙基銨（BHN-12）在分解過程中釋放的低電離勢氫離子可加速硝銨的熱分解，從而提高NEPE推進劑的燃速［5］，因此，該類燃料具有良好應用潛力。

高純度硼在推進劑和炸藥等含能配方中可作為體系的助燃劑和燃速調(diào)節(jié)劑，但由于純硼存在點火溫度高、燃燒不完全等問題［6］而未被廣泛使用。通過含碳物質(zhì)的引入可改善硼的反應活性［7-8］，對于固體溫壓炸藥來說，由于固體燃料粒子在分散后均勻性較差，其在后燃反應階段的爆轟常以點爆轟形式存在，沒有達到體爆轟的效果，導致鋁粉的反應完全性不足，制約了溫壓炸藥能量的進一步提升。研究表明，在爆轟的初始階段，爆炸產(chǎn)生的高溫足以使小于15 μm 的片狀鋁粉達到熔化溫度而在幾毫秒內(nèi)反應，而粒度超過150 μm 的鋁粉需在爆炸擴散的過程中持續(xù)剝離破碎而反應［9］。Jiang 等［10］利用氣體色譜檢測手段對不同粒度級配的鋁粉的反應特性展開定量研究，發(fā)現(xiàn)爆炸后金屬Al 在密閉空間內(nèi)的反應完全性相對較低。……