納米銅粉團聚物在微尺度下的點火及燃燒特性

編號：CPJS05229

篇名：納米銅粉團聚物在微尺度下的點火及燃燒特性

作者：黃雪峰[1] ;周東輝[1] ;李盛姬[2] ;徐江榮[1]

關鍵詞：納米銅粉 微燃燒 金屬燃料 微爆炸

機構： [1]杭州電子科技大學理學院,杭州310018; [2]杭州電子科技大學材料與環(huán)境工程學院,杭州310018

摘要： 金屬燃料降為納米尺度,燃燒室降至微米尺度,其點火和燃燒將呈現(xiàn)不同的特性。選用非揮發(fā)性金屬納米銅為研究對象,分析其氧化過程和燃燒路線,并結合相變分析其燃燒過程中的分裂和微爆炸現(xiàn)象。在微尺度下,常溫常壓靜止空氣流中,納米銅粉的最低點火功率為27.4 m W,最短點火延遲時間低于6 ms。點火延遲時間受點火功率、圓形度和等效粒徑等綜合因素的影響。納米銅粉的典型燃燒過程包括燃燒啟動、擴散燃燒、弱火焰和淬熄4個階段。納米銅粉受激光預熱,發(fā)生氧化變?yōu)槿廴阢~后發(fā)生非均相著火及表面燃燒。銅氧化物部分溶于熔融銅而變成內含物,氮氣等溶于熔融銅后,導致納米銅粉分裂和微爆炸。激光功率高于最低點火功率時,納米銅粉發(fā)生有焰燃燒,火焰面呈圓形,火焰鋒面和亮度發(fā)生波動,燃燒不穩(wěn)定。微尺度下,納米銅粉的燃燒存在弱火焰形式,進而發(fā)生淬熄,淬熄后的燃燒產物保持圓形。