编号：CYYJ04840
篇名： 硼与碳化硼单颗粒在高压空气中的燃烧特性
作者： 黄厚业1；刘延琦1；黄雪峰1；李盛姬2；李辉3；赵凤起3
关键词： 物理化学; 硼; 碳化硼; 含能材料; 燃烧特性; 金属燃料;
机构：1.杭州电子科技大学理学院2.杭州电子科技大学材料与环境工程学院3.西安近代化学研究所含能材料全国重点实验室
摘要： 为揭示高压环境下硼基燃料的燃烧机理，基于自主搭建的激光诱导单颗粒点火与燃烧实验平台，在7MPa空气气氛中对比研究了B与B4C的燃烧特性；实验系统集成高速摄像、光谱诊断及三色比色测温技术，获取了火焰形态演化、特征辐射光谱、燃烧温度及点火延迟时间等关键数据。结果表明，B颗粒可快速点火并形成稳定的气相扩散火焰，点火延迟时间仅为B4C的16%,燃烧过程中表现出显著的BO2特征辐射；而B4C受B—C键高解离能及含碳熔融氧化层传质阻碍影响，燃烧以表面反应为主，气相辐射较弱，点火明显滞后。尽管B4C燃烧温度可达B的约80%,但整体反应强度较低。高压条件强化氧气扩散并促进B的气相链式反应，而B4C中碳元素改变反应路径，使氮气由抑制剂转变为反应参与物。研究结果为硼基燃料在高压推进系统中的高效利用提供了实验依据与机理支撑。