燃烧试验结果及分析及其对熔穿钢板的影响

根据配方进行一系列试验，得到了燃烧温度、燃烧时间随氧化剂含量的变化规律，依据变化规律得到了最优的氧化剂含量。燃烧时间随氧化剂变化的规律如图3 所示。

由图3 可以看出，氧化剂含量增加，燃烧时间增加，当氧化剂含量增加到78%时，燃烧反应持续困难。氧化剂含量为78%时，配方的氧平衡约为21%，这时药剂中氧化剂含量过多，燃烧过程中氧化剂反应不完全，燃烧后燃烧产物中有剩余未反应的氧化剂，这对燃烧过程有害而无益。

由于氧化剂的导热系数小于金属粉，氧化剂含量增高，燃烧过程中未反应区接受反应区反馈的升温速率减慢，热分解速率也减慢。稳态燃烧的速度基本上是由反应温度及传至未燃烧物中的热量决定的［1］，因此氧化剂含量越高，燃烧速度越慢，燃烧时间越长。

燃烧温度随氧化剂含量变化的规律如图4 所示。

图3　燃烧时间随氧化剂变化的规律

图4　燃烧温度随氧化剂含量变化的规律

由图4 可以看出，随着氧化剂含量的增加，燃烧温度一定范围内基本保持不变，而后下降，当氧化剂含量为56%时，燃烧温度最高，氧化剂含量持续增加，燃烧温度逐渐降低。由于该燃烧剂属于自供氧负氧平衡，随着氧化剂含量的增加，氧平衡的变化是由负氧平衡到零氧平衡到正氧平衡的一个过程，当反应恰好处于零氧平衡时，配方燃烧充分，组分利用率高，能量释放效率高；当反应处于负氧平衡时，燃烧不充分；当反应处于正氧平衡时，氧化剂不能完全参加反应。当氧化剂含量为56%时，反应接近零氧平衡，此时能量释放的效率高，燃烧温度也达到最高。(www.xing528.com)

综上，获得最优配方：氧化剂56%，金属粉24%，黏合剂10%，产气剂10%。

根据上述得到的最优配方进行了熔穿钢板试验，试验效果如图5、图6 所示。

图5　熔穿钢板正面

图6　熔穿钢板背面

通过试验图片可以看出，将12 mm 厚的普通钢板熔穿，熔穿钢板正面直径为14.4 mm，背面直径为9.4 mm。