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2. 高能燃烧剂成分选择和配方设计
2.1 基本原理
燃烧剂是通过燃烧反应输出的热能对易燃目标起纵火作用的烟火药剂[15]。燃烧温度、燃烧热、火焰大小、灼热熔渣量和燃烧速度等是燃烧剂的主要示性数。热流量(J/cm2•s)在国外被作为军用燃烧剂的一项主要参数[16]，提高热流量可以相应地缩短与毁伤目标的接触时间，从而提高燃烧剂的纵火能力。
相对于普通的燃烧剂，高能燃烧剂需要更高的燃烧温度和较多的灼热熔渣量，同时应产生一定的火焰。其引燃机理主要是通过高温的火焰直接引燃纵火目标，再者是通过高温熔渣实施二次纵火。
2.2 成分选择
高能燃烧剂是一种烟火药的，主要成分有氧化剂、可燃剂、粘合剂和添加剂，其中氧化剂作用是提供燃烧所需要的氧，可燃剂主要是提供燃烧所需要的热量，粘合剂是为了增强药剂的力学性能，而添加剂是实现燃烧所需要的纵火效能。
高热剂（即铝热剂体系）是指能产生铝热反应的一类燃烧剂，是由金属粉和能与该金属粉起反应的金属氧化物混制而成，其优点在于燃烧反应温度高，大部分在（2000～2800）℃内，同时有熔融的红渣在燃烧时生成；缺点是没有气体产物的生产，故没有火焰。
为了使其燃烧时产生火焰，需要在铝热剂外加入其它组分，即做成高热燃烧剂。它通常含有40%～80%的铝热剂和60%～20%的氧化剂和金属可燃剂，并外加一定量的添加剂和粘合剂。
本文主要是在高热剂（即铝热剂体系）的基础上加以改进，通过添加不同体系的组分，以达到高能燃烧剂的要求。
2.2.1铝热剂的金属可燃剂选择
铝热剂中金属可燃剂选择要求如下：
（1） 可以在燃烧时放出大量的热，因而具有较高的温度；
（2） 有低熔点、高沸点的氧化物生成，可形成流动的灼热熔渣；
（3） 具有适当高的沸点，以便高热剂能缓慢地燃烧而达到较长的燃烧时间；
（4） 密度尽可能大。
某些金属可燃剂的性能如表2.1所示。
表2.1 某些金属可燃剂的性能
可燃剂 密度/g•cm-3 沸点/℃ 可燃剂的氧化物 高热剂配方/×100 高热剂的热效应/kJ•g-1
分子式 生成热/kJ 熔点/℃ 沸点/℃ Fe2O3 可燃剂
Al 2.7 2400 Al2O3 550 2050 2980 75 25 3.90
Mg 1.7 1100 MgO 613 ～2800 ～3077 69 31 4.41
Ca 1.5 1487 CaO 638 2572 2850 57 43 3.90
Ti 4.5 3000 TiO2 457 1935 ～2227 69 31 2.39
Si 2.3 2400 SiO2 436 1713 2230 79 21 2.43
B 2.3 2550 B2O3 424 800～1100
(软化） － 88 12 2.47