硝酸铷类红外烟火药剂的燃烧性能-含能材料
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
－ １ 程较类似；Ｍｇ ／ Ｒ ｂ ＮＯ３ ／ Ｆ Ｐ Ｍ 烟火药剂的燃烧热值最高为 ４ ９ ３ ９ｋ Ｊ ·ｋ ｇ ， ５组 药 剂 燃 烧 热 顺 序 为 Ｍｇ＞Ａ ｌ ｉ Ｈ２ ＞Ｔ ｉ ＞Ｂ 。 ３Ｍｇ ４ ＞Ｔ
Ｔ ｉ ／ Ｒ ｂ ＮＯ３ ／ Ｆ Ｐ Ｍ烟火药剂的燃烧火焰 温 度 最 高， 高于 ２ ７ ０ ０ħ ， 实测的燃烧火焰温度比 Ｒ Ｅ Ａ Ｌ程 序 计 算 的 理 论 绝 热 火 焰 温 度 低； Ｔ ｉ Ｈ２ 的近红外（ ０ ． ７ １ ． １μ ｍ） 辐射强度与可见光光强之比为 １ ． ６ ５ ４ ， 隐身指数较高， 有望成为良好的红外照明剂组分。 关键词：物理化学；红外辐射；硝酸铷；燃烧热；火焰温度；燃烧速度 中图分类号：Ｔ Ｊ ５ ５ ；Ｏ６ ４ ㊀ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ ９ ９ ４ １ ． ２ ０ １ ２ ． ０ ６ ． ０ １ ７
和硝酸锶
［ ５－ ８ ］
为氧化
剂的红外烟火药剂研 究 较 多， 红外烟火药剂中常用的 氧化剂为硝酸钾和硝酸锶。 ㊀㊀ 在自然界中， 碱金属元素电离能最低， 具有作为增 电子材料的良好性能， 但由于其活泼的化学特性， 不易 用于实际操作， 故可选用碱金属盐作为增电子材料， 硝
收稿日期：２ ０ １ １ ０ ９ ２ １ ；修回日期：２ ０ １ ２ ０ ２ １ ６ 基金项目：部委资助项目（ ５ １ ３ ０ ５ １ ２ ０ ３ ０ ２ ） 作者简介：苗艳玲（ １ ９ ７ ５－） ， 女， 博士， 主要从事烟火药剂、 延期药剂的 研究。 ｅ ｍａ ｉ ｌ ： １ ０ ８ ０ ２ １ ０ ６ ＠ｂ ｉ ｔ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ 通讯联系人：乔小晶（ １ ９ ６ １－） ， 女， 北京理工大学教授、 博 士 生 导 师， 主 要研究方向为无源光电对抗。 ｅ ｍａ ｉ ｌ ： ｌ ａ ｎ ６ ６ ０ ３ ＠ｓ ｉ ｎ ａ ． ｃ ｏ ｍ
酸铯具有很低的电离 能， 可以在更低的温度下产生更
１ ㊀引㊀言
㊀㊀ 在红外烟火药剂中， 硝酸盐是常用的氧化剂， 硝酸 、 盐一般都为碱金属和碱土金属盐， 如硝酸锂（ Ｌ ｉ ＮＯ３） 硝酸 钠 （ Ｎａ ＮＯ３ ） 、 硝酸钾（ Ｋ ＮＯ３ ） 、 硝酸铷（ Ｒ ｂ 、 硝酸铯（ Ｃ ｓ ＮＯ３） 、 硝酸锶（ Ｓ ｒ （ ＮＯ３） 、 硝酸钡 ＮＯ３） ２） （ Ｂ ａ （ ＮＯ３） 等。其中， 硝酸锂有很强的吸湿 性， 在空 ２） 气中放置一段时间就 变 成 硝 酸 锂 水 溶 液， 不易于药剂 加工和储存， 点 火 性 能 很 差； 硝酸钠由于钠离子的存 在， 可见光输出较强； 硝酸钡熔点较高 （ ５ ９ ２ħ ） ， 且在 可见光区域有强的辐 射， 一般红外烟火药剂中不用其 作为氧化剂； 相比之下， 硝酸钾的熔点（ ３ ３ ４ħ ）较低， 且在燃烧过程中生成 Ｋ ， 光谱特性为线状光谱， 在可见 光区域的 辐 射 很 弱， 是 一 种 比 较 理 想 的 红 外 氧 化 剂。 目前， 国内外对 于 以 硝 酸 钾
２ ㊀实㊀验
２ ． １ ㊀ 仪器与试剂 ㊀㊀ Ｐ ａ ｒ ｒ ６ ２ ０ ０型 氧 弹 量 热 仪 （ 美国 Ｐ ａ ｒ ｒ 公司） ；Ｆ Ｌ Ｉ Ｒ Ｓ Ｃ ６ ０ ０型 红 外 热 像 仪 （ 美国 Ｆ Ｌ Ｉ Ｒ公 司 ） ；Ｓ Ｔ ８ ０ Ｃ照 度计 和 Ｆ Ｚ Ａ辐照计（ 北京师范大学光电仪器厂） ； Ｐ ｙ ｒ ｉ ｓ １型差示扫描量热仪（ 美国 Ｐ ｅ ｒ ｋ ｉ ｎ Ｅ ｌ ｍｅ ｒ 公司） 。 ㊀㊀ 硝 酸 铷 （ 中昊晨光化工研究院生产） ； Ｍｇ粉 （ ９ ９ ． ８ ％ ，约 ３ ２ ５ 目，南 阳 富 森 镁 粉 有 限 公 司 ） ； Ａ ｌ ９ ９ ． ６ ％， 约３ ２ ５目， 南阳富森镁粉有限公 ３Ｍｇ ４ 粉（ 司） ；Ｔ ｉ 粉（ ９ ９ ． ５ ％， 约５ ０ ０目， 北京有色金属研究总 ９ ９ ． ９ ％， 约３ ０ ０目， 锦州昊天钛粉加工有 院） ；Ｔ ｉ Ｈ２（ 限公司） ；Ｆ Ｐ Ｍ（ 型号 Ｆ Ｔ ２ ６ ０ ３ ， 中昊晨光化工研究院） 。 ２ ． ２ ㊀ 测试仪器和方法 ㊀㊀ 用差示扫描量热法 （ ＤＳ Ｃ ） 对药剂进行热 分 析， 分 析药剂的分 解 过 程；依 据 ＧＪ Ｂ ５ ３ ８ ４ ． ４－２ ０ ０ ５烟 火 药
硝酸铷类红外烟火药剂的燃烧性能
７ ３ ９
文章编号：１ ０ ０ ６ ９ ９ ４ １ （ ２ ０ １ ２ ） ０ ６ ０ ７ ３ ９ ０ ５
硝酸铷类红外烟火药剂的燃烧性能
２ 苗艳玲 １， ，乔晶 １，张 ㊀ 强 ３，周遵宁 １
（ １ ．北京理工大学机电学院，北京 １ ０ ０ ０ ８ １ ；２ ．北京工业大学科技处，北京 １ ０ ０ １ ２ ４ ； ３ ．中国航天建筑设计研究院，北京 １ ０ ０ ０ ７ １ ） 摘 ㊀ 要：研究了以硝酸铷为氧化剂， 分别以金属镁粉、 镁铝合金粉、 钛粉、 氢化钛粉、 硼为可燃剂， 以氟橡胶（ Ｆ Ｐ Ｍ） 为黏合剂 组 成 的 ５ 组烟火药剂的燃烧性能，用 ＤＳ Ｃ分析了药剂的分解过程， 测定了 燃 烧 热 和 燃 烧 火 焰 温 度， 并与 Ｒ Ｅ Ａ Ｌ程 序 计 算 的 绝 热 火 焰 温 度 值 进行了比较， 测试了烟火药剂的近红外（ ０ ． ７ １ ． １μ ｍ） 辐射强度和可见光（ ０ ． ４ ０ ． ７μ ｍ） 光强。结果表明： 含 Ｂ与 Ｔ ｉ 的热分解过
［ １－ ４ ］
高密 度 的 等 离 子 体 而 被 广 泛 应 用 于 红 外 烟 火 药
９－ １ １ ］ 中， 但是硝 酸 铯 的 价 格 较 贵， 增加了烟火药剂 剂［
的成本， 应用较少。铷和铯的电离性能最为接近， 文献 对硝酸铷的研究较 少， 为 此， 本 文 通 过 试 验 和 计 算， 研 究了以硝酸铷为氧 化 剂， 分别以金属镁（ Ｍｇ ） 、 镁铝合 、 钛（ Ｔ ｉ ） 、 氢化钛（ Ｔ ｉ Ｈ２） 为可燃剂， 以氟橡 金（ Ａ ｌ ３Ｍｇ ４） 胶（ Ｆ Ｐ Ｍ） 为黏合剂组成的混合红外烟火药剂的燃烧 性能， 探索其作为红外烟火药剂的可行性。
Ｔ ｉ ／ Ｒ ｂ ＮＯ３ ／ Ｆ Ｐ Ｍ烟火药剂的燃烧火焰 温 度 最 高， 高于 ２ ７ ０ ０ħ ， 实测的燃烧火焰温度比 Ｒ Ｅ Ａ Ｌ程 序 计 算 的 理 论 绝 热 火 焰 温 度 低； Ｔ ｉ Ｈ２ 的近红外（ ０ ． ７ １ ． １μ ｍ） 辐射强度与可见光光强之比为 １ ． ６ ５ ４ ， 隐身指数较高， 有望成为良好的红外照明剂组分。 关键词：物理化学；红外辐射；硝酸铷；燃烧热；火焰温度；燃烧速度 中图分类号：Ｔ Ｊ ５ ５ ；Ｏ６ ４ ㊀ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ ９ ９ ４ １ ． ２ ０ １ ２ ． ０ ６ ． ０ １ ７
和硝酸锶
［ ５－ ８ ］
为氧化
剂的红外烟火药剂研 究 较 多， 红外烟火药剂中常用的 氧化剂为硝酸钾和硝酸锶。 ㊀㊀ 在自然界中， 碱金属元素电离能最低， 具有作为增 电子材料的良好性能， 但由于其活泼的化学特性， 不易 用于实际操作， 故可选用碱金属盐作为增电子材料， 硝
收稿日期：２ ０ １ １ ０ ９ ２ １ ；修回日期：２ ０ １ ２ ０ ２ １ ６ 基金项目：部委资助项目（ ５ １ ３ ０ ５ １ ２ ０ ３ ０ ２ ） 作者简介：苗艳玲（ １ ９ ７ ５－） ， 女， 博士， 主要从事烟火药剂、 延期药剂的 研究。 ｅ ｍａ ｉ ｌ ： １ ０ ８ ０ ２ １ ０ ６ ＠ｂ ｉ ｔ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ 通讯联系人：乔小晶（ １ ９ ６ １－） ， 女， 北京理工大学教授、 博 士 生 导 师， 主 要研究方向为无源光电对抗。 ｅ ｍａ ｉ ｌ ： ｌ ａ ｎ ６ ６ ０ ３ ＠ｓ ｉ ｎ ａ ． ｃ ｏ ｍ
酸铯具有很低的电离 能， 可以在更低的温度下产生更
１ ㊀引㊀言
㊀㊀ 在红外烟火药剂中， 硝酸盐是常用的氧化剂， 硝酸 、 盐一般都为碱金属和碱土金属盐， 如硝酸锂（ Ｌ ｉ ＮＯ３） 硝酸 钠 （ Ｎａ ＮＯ３ ） 、 硝酸钾（ Ｋ ＮＯ３ ） 、 硝酸铷（ Ｒ ｂ 、 硝酸铯（ Ｃ ｓ ＮＯ３） 、 硝酸锶（ Ｓ ｒ （ ＮＯ３） 、 硝酸钡 ＮＯ３） ２） （ Ｂ ａ （ ＮＯ３） 等。其中， 硝酸锂有很强的吸湿 性， 在空 ２） 气中放置一段时间就 变 成 硝 酸 锂 水 溶 液， 不易于药剂 加工和储存， 点 火 性 能 很 差； 硝酸钠由于钠离子的存 在， 可见光输出较强； 硝酸钡熔点较高 （ ５ ９ ２ħ ） ， 且在 可见光区域有强的辐 射， 一般红外烟火药剂中不用其 作为氧化剂； 相比之下， 硝酸钾的熔点（ ３ ３ ４ħ ）较低， 且在燃烧过程中生成 Ｋ ， 光谱特性为线状光谱， 在可见 光区域的 辐 射 很 弱， 是 一 种 比 较 理 想 的 红 外 氧 化 剂。 目前， 国内外对 于 以 硝 酸 钾
２ ㊀实㊀验
２ ． １ ㊀ 仪器与试剂 ㊀㊀ Ｐ ａ ｒ ｒ ６ ２ ０ ０型 氧 弹 量 热 仪 （ 美国 Ｐ ａ ｒ ｒ 公司） ；Ｆ Ｌ Ｉ Ｒ Ｓ Ｃ ６ ０ ０型 红 外 热 像 仪 （ 美国 Ｆ Ｌ Ｉ Ｒ公 司 ） ；Ｓ Ｔ ８ ０ Ｃ照 度计 和 Ｆ Ｚ Ａ辐照计（ 北京师范大学光电仪器厂） ； Ｐ ｙ ｒ ｉ ｓ １型差示扫描量热仪（ 美国 Ｐ ｅ ｒ ｋ ｉ ｎ Ｅ ｌ ｍｅ ｒ 公司） 。 ㊀㊀ 硝 酸 铷 （ 中昊晨光化工研究院生产） ； Ｍｇ粉 （ ９ ９ ． ８ ％ ，约 ３ ２ ５ 目，南 阳 富 森 镁 粉 有 限 公 司 ） ； Ａ ｌ ９ ９ ． ６ ％， 约３ ２ ５目， 南阳富森镁粉有限公 ３Ｍｇ ４ 粉（ 司） ；Ｔ ｉ 粉（ ９ ９ ． ５ ％， 约５ ０ ０目， 北京有色金属研究总 ９ ９ ． ９ ％， 约３ ０ ０目， 锦州昊天钛粉加工有 院） ；Ｔ ｉ Ｈ２（ 限公司） ；Ｆ Ｐ Ｍ（ 型号 Ｆ Ｔ ２ ６ ０ ３ ， 中昊晨光化工研究院） 。 ２ ． ２ ㊀ 测试仪器和方法 ㊀㊀ 用差示扫描量热法 （ ＤＳ Ｃ ） 对药剂进行热 分 析， 分 析药剂的分 解 过 程；依 据 ＧＪ Ｂ ５ ３ ８ ４ ． ４－２ ０ ０ ５烟 火 药
硝酸铷类红外烟火药剂的燃烧性能
７ ３ ９
文章编号：１ ０ ０ ６ ９ ９ ４ １ （ ２ ０ １ ２ ） ０ ６ ０ ７ ３ ９ ０ ５
硝酸铷类红外烟火药剂的燃烧性能
２ 苗艳玲 １， ，乔晶 １，张 ㊀ 强 ３，周遵宁 １
（ １ ．北京理工大学机电学院，北京 １ ０ ０ ０ ８ １ ；２ ．北京工业大学科技处，北京 １ ０ ０ １ ２ ４ ； ３ ．中国航天建筑设计研究院，北京 １ ０ ０ ０ ７ １ ） 摘 ㊀ 要：研究了以硝酸铷为氧化剂， 分别以金属镁粉、 镁铝合金粉、 钛粉、 氢化钛粉、 硼为可燃剂， 以氟橡胶（ Ｆ Ｐ Ｍ） 为黏合剂 组 成 的 ５ 组烟火药剂的燃烧性能，用 ＤＳ Ｃ分析了药剂的分解过程， 测定了 燃 烧 热 和 燃 烧 火 焰 温 度， 并与 Ｒ Ｅ Ａ Ｌ程 序 计 算 的 绝 热 火 焰 温 度 值 进行了比较， 测试了烟火药剂的近红外（ ０ ． ７ １ ． １μ ｍ） 辐射强度和可见光（ ０ ． ４ ０ ． ７μ ｍ） 光强。结果表明： 含 Ｂ与 Ｔ ｉ 的热分解过
［ １－ ４ ］
高密 度 的 等 离 子 体 而 被 广 泛 应 用 于 红 外 烟 火 药
９－ １ １ ］ 中， 但是硝 酸 铯 的 价 格 较 贵， 增加了烟火药剂 剂［
的成本， 应用较少。铷和铯的电离性能最为接近， 文献 对硝酸铷的研究较 少， 为 此， 本 文 通 过 试 验 和 计 算， 研 究了以硝酸铷为氧 化 剂， 分别以金属镁（ Ｍｇ ） 、 镁铝合 、 钛（ Ｔ ｉ ） 、 氢化钛（ Ｔ ｉ Ｈ２） 为可燃剂， 以氟橡 金（ Ａ ｌ ３Ｍｇ ４） 胶（ Ｆ Ｐ Ｍ） 为黏合剂组成的混合红外烟火药剂的燃烧 性能， 探索其作为红外烟火药剂的可行性。