传统桥丝火工品药剂与桥丝直接接触，在长期贮存条件下可能腐蚀桥丝，造成火工品寿命的缩短，而这种Ti与B合金材料可以隔离点火，不会对火工品寿命有影响，同时也具有很好的抗射频和电磁干扰性能。另外，由于Ti与B反应的点火能力较强，有望使用感度较低的点火药，增加火工品的安全性，甚至能简化点火装置的结构，减小现有点火系统的体积。并且，B与Ti反应能瞬间产生较高的温度并持续作用一段时间，能有点火加热，更利于达到点火目标。它将对军用和民用火工品发展以及相关系统的发展产生巨大影响，并对火工品应用领域的拓宽起到推动作用[2]。

1. 2  B和Ti反应的理论基础

根据一发样品的分析报告，结合药剂无氧条件下的产物来确定反应机理，经查资料，确实B与Ti可以发生合金化反应，产物可能是TiB或TiB2也可能是Zr与B反应生成ZrB2。

    Ti+2B      TiB2.TiB2的燃烧温度为3190 K；

Ti+B       TiB，反应的放热量约为3 KJ/g，TiB2比TiB稳定；

Zr+2B      ZrB2,反应的放热量约为3 KJ/g。 

 △rHm为标准摩尔焓变，燃烧过程较短，可以看做是绝热反应，所以整个体系的△rHm=0。

设想系统在等温298K时进行，而后再改变终态的温度到T。△fHm（B）=0 KJ/mol,△fHm（Ti）=0 KJ/mol,△fHm（TiB2）=-280.06 KJ/mol,所以△rHm（1）=-280.06 KJ/mol。又查得在298到2200 K范围内Cp.m与温度的关系式为

Cp.m（TiB2）=（68+0.015T）J·mol-1·K-1

△rHm（2）=68*(T-298)+0.5*0.015*(T2-2982)

          =7.5*10-4T2+68T-20330

因此△rHm=△rHm（1）+△rHm（2）=0 所以求得T=4220 K。

B和Ti反应点火温度在2000 ℃左右，得到粒径约5-30微米的TiB2粉末。该类反应形成新物质时通常伴有强烈的放热反应，且此类反应能够自我维持进行，又被称为自蔓延高温合成（SHS)或者燃烧合成。最早研究该类反应的学者是前苏联人员，开始于1960年前后，利用该反应合成了500多种材料。包括电子材料，金属和陶瓷超导体材料，复合材料，金属间化合物，高温难熔材料，耐磨材料，润滑材料。

1. 3  B和Ti反应的相关研究

    早在早在1966年，美国Los Alamos Scientific Laboratory研究人员就利用氧弹量热仪测试了TiB2的生产焓变。

    1984年M.K.King等人研究了用金属Ti包覆硼粒子的工艺，他们还研究了这种包覆硼粒子的点火性能[3]。结果表明：只有当环境温度达到包覆金属的点火温度时，才会发生硼粒子的点火反应，外层金属的燃烧通过反应性气体的扩散过程及其在粒子表明碰撞来控制。此外，还发现当用质量分数10%-25%的金属包覆硼粒子时，可明显减少其点火时间。论文网

    1990年美国航空化学研究实验公司推出了一种用金属Ti包覆B的新工艺[4]。其原理是基于Na与BCl3和TiCl4均是放热的。反应在一个类似于火箭发动机的反应器中进行，将过量的Na和BCl3加入反应器，并进行充分的搅拌混合，生成的硼粉悬浮在NaCl气体和过量的Na气体中，这些生成物通过超音速喉管发生膨胀，在喉管处压入TiCl4气体，过量的钠同TiCl4反应生成Ti蒸汽，气态的Ti遇硼粒子后冷凝，包覆在硼粒子表面。

    R.Valery等人研究了在干燥空气中Ti包覆硼粉的点火理论模型[5-6]。研究表明，硼粒子的点火被认为发生在2个连续阶段：在第1阶段中，Ti与氧或硼反应被很快消耗；在第2阶段中，硼粒子开始氧化。用Ti包覆硼粒子被认为从两个方面对加速硼粒子点火产生帮助：1.由于Ti与B和氧反应导致B粒子加热速率增加；2.在生产的TiO2和TiB2层中发展的机械应力可使包覆层破坏，并转化为非保护性膜。此外还发现，Ti包覆层还存在一个临界质量，约为硼粒子质量的8%。低于该值时，硼粒子不点火。而多余的Ti则会导致硼粒子的点火延迟期延长。