不同氧含量气氛下AlH3激光点火燃烧特性研究

doi:10.13675/j.cnki. tjjs. 180423

推进技术 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (6): 1426-1432.DOI: 10.13675/j.cnki. tjjs. 180423

不同氧含量气氛下AlH₃激光点火燃烧特性研究

金磊磊¹,李和平^1,2,蔚明辉²,唐根³,徐星星³

1.浙江大学热能工程研究所;2.杭州电子科技大学能源研究所,浙江杭州 310018;3.湖北航天化学技术研究所，湖北襄阳;441003

发布日期:2021-08-15
作者简介:金磊磊，硕士生，研究领域为含能材料。E-mail：sjzn2000@163.com
基金资助:
国家自然科学基金51706057;航天化学动力技术重点实验室开放基金STACPL220181B02-2国家自然科学基金（51706057）；航天化学动力技术重点实验室开放基金（STACPL220181B02-2）。

Study on Laser Ignition and Combustion Characteristicsof Aluminum Hydride under Different OxygenContent Atmospheres

1.Institute of Thermal Energy Engineering,Zhejiang University,Hangzhou 310027,China;2.Institute for Energy Studies,Hangzhou Dianzi University,Hangzhou 310018,China;3.Hubei Institute of Aerospace Chemical Technology,Xiangyang 441003,China

Published:2021-08-15

摘要/Abstract

摘要： 三氢化铝（AlH₃）作为一种新型含能材料，可显著提升固体推进剂的比冲，具有广阔的发展前景。为了填补国内对AlH₃基础研究的空白，利用激光点火实验台对不同氧含量气氛下的AlH₃进行点火燃烧实验，采用光纤光谱仪、高速相机、双色高温计监测样品点火燃烧过程中的火焰形貌、温度变化、光谱数据等，并对燃烧残留物进行理化特性分析。结果显示，AlH₃在燃烧过程中存在火焰脱离样品的现象。且随着气氛中氧含量的提高，燃烧强度增大，最高温度呈现增大的趋势，由1025.5℃增加到1350.0℃，点火延迟时间缩短，由22ms下降至4ms，燃烧时间呈现先延长后缩短的趋势。高氧含量气氛下与低氧含量气氛下的燃烧残留物形态和成分有很大不同。反应气氛中氧含量的提高可以有效促进AlH₃的点火燃烧性能。

关键词: AlH₃;点火;燃烧;氧含量;激光

Abstract: As a new type of energetic material, aluminum hydride can significantly increase the specific impulse of solid propellants and has a broad development prospect. In order to fill the gap in the domestic research on aluminum hydride, the ignition and combustion experiment of aluminum hydride under different oxygen content atmospheres was carried out by using a laser ignition experimental bench. A fiber optic spectrometer, a high-speed camera and a two-color pyrometer were used to monitor the flame morphology, temperature changes and spectral data of the sample during ignition and combustion. Physical and chemical properties of combustion residues were analyzed. The results show that there is a phenomenon that the flame escapes from the sample during combustion. As the oxygen content in the atmosphere increases, the combustion strength increases, the maximum temperature increases from 1025.5℃ to 1350.0℃, the ignition delay time decreases from 22ms to 4ms, and the burning time first increases and then decreases. The morphology and composition of combustion residues in a high oxygen content atmosphere are very different from those in a low oxygen content atmosphere. The increase of oxygen content in the atmosphere can effectively promote the ignition and combustion of aluminum hydride.

Key words: Aluminum hydride;Ignition;Combustion;Oxygen content;Laser

金磊磊,李和平,蔚明辉,唐根,徐星星. 不同氧含量气氛下AlH₃激光点火燃烧特性研究[J]. 推进技术, 2019, 40(6): 1426-1432.

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不同氧含量气氛下AlH₃激光点火燃烧特性研究

Study on Laser Ignition and Combustion Characteristicsof Aluminum Hydride under Different OxygenContent Atmospheres

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