MgH2对含能材料点火燃烧性能影响的实验研究

张 洋，徐司雨，赵凤起，杨福胜，李 恒，任晓斌，吴 震

(1.西安交通大学 化学工程与技术学院，陕西 西安 710049；2.西安近代化学研究所 燃烧与爆炸技术重点实验室，陕西 西安 710065；3.山西北方兴安化学工业有限公司，山西 太原 030008)

引 言

将储氢材料引入含能材料中的作用主要体现在以下方面：一是储氢材料通过促进含能材料的热分解过程提升其能量水平；二是将氢引入固体推进剂中可以降低燃气的平均相对分子质量，从而提高推进剂比冲[1-4]；三是储氢材料在乳化炸药中起到了敏化剂和含能材料的双重作用[5]。

氢化镁(MgH2)的储氢量为7.6%，放氢反应焓变为74.5kJ/mol H2，放氢温度在300℃左右，具有较高热稳定性[6]。因此，在含能材料领域内MgH2具有较大应用潜力。Selezenev等[7]认为，含有MgH2的硝酸铵(AN)、RDX 和HMX比含有Mg 的同种炸药具有更高的爆速。Hradel等[8]对含有MgH2的TNT、Tetryl 和C-4炸药爆炸性能进行了研究，认为MgH2有助于提高有机非起爆炸药的作功能力。刘磊力等[9]发现添加质量分数1.3%的MgH2使AP/Al/HTPB 复合固体推进剂的燃速提高了13.9%。姚淼等[10]在RDX 中加入MgH2，结果表明RDX 的分解热从159.22kJ/mol 降至133.69kJ/mol。魏亚杰等[11]在AN中加入MgH2后使其初始反应温度大大降低，同时发现MgH2先于AN 发生了分解反应，致使总的分解热下降。靳丽美等[12]通过氧弹量热法和DSC 研究发现在硝化棉中加入质量分数5%的MgH2后，体系燃烧热提高了6.5%。然而，随着MgH2添加量的增多，复合体系燃烧效率呈先上升后下降趋势。

采用激光作为激发源研究含能材料点火燃烧性能具有输出能量高、点火时间和能量可控、不受环境因素限制等优点。……