分级供氧体系自蔓延铝热剂的研究.pdfVIP

学兔兔 第48卷第20期 机 械 工 程 学 报 VO1．48 N0．20 2012年 10月 JOURNALOFMECHANICALENGINEERING 0ct． 20l2 DoI：1O．3901／JM E．2012．2O．142 分级供氧体系 自蔓延铝热剂的研究木 罗传红 刘毛萍 ，2 毛 艳 ，2 胡 田 ，2 何 乐 ，2 (1．武汉大学水力机械过渡过程教育部重点实验室 武汉 430072； 2．武汉大学动力与机械学院 武汉 430072) 摘要：分析并讨论CuO、Cu20、MgO在 自蔓延反应的低温和高热阶段的分级供氧及其热力学行为。研究表明在常温条件 下 CuO 比C 2O稳定，而在高温条件下则相反；另外，在低温时Mg比Al活泼，但在高温时Al可以从MgO中将Mg置换出 来。因此，通过在铝热剂反应体系 CuO+A1中添加 MgO组分，在反应的初始阶段由 CuO分解供氧，在反应的高温阶段 由 Cu2O和 MgO分解供氧，形成不同温度下分级供氧的复合燃烧体系。在这种复合燃烧反应中，MgO分解吸收大量的热，吸 收铝热反应产生的部分热量，削减了热峰，且在反应的降温阶段，Mg再次被氧化释放热量，实现 自蔓延铝热剂发热量的控 制策略。试验研究结果表明，铝热剂燃烧反应平稳，焊剂产热均匀且高热不爆，焊接成型美观且成型质量较好，该分级供氧 复合燃烧体系对稳定 自蔓延铝热反应过程具有显著效果。 关键词：自蔓延 铝热焊剂 分级供氧 热量均衡 中图分类号：TO511 SHSThermitwithDifferentOxygen-suppliedCombustionSystem LUO Chuanhong， LIU M aoping MAOYan HU Tian， HELe’。 (1．KeyLaboratoryforHydrodynamicTransientsofMinistryofEducation，WuhanUniversity,Wuhan430072； 2．SchoolofPowerandMechanicalEngineering，WuhanUniversiyt,Wuhan430072) Abstract：ThethermodynamicbehaviorofCuO，Cu20 andMgOwasanalyzedatthelow—temperatureoratthehigh—temperaturein self-propagatingreactionsofthemr itrespectively．Th eresultsshow thatCuO wasmorestablethna Cu20 athtenormaltemperature， butitwasinthecontraryathightemperature；inaddition，atlow temperature，magnesium wasmoreactivehtanaluminum，butat hightemperaturealuminum Cna replacemang esium from magnesimu oxide．By addingMgO toCuO+A1htermite，oxygenwas supplied by htedecomposition ofCuO intheinitialphaseofhtereaction，howeveroxygenwassuppliedresponsively by the decompositionofCu20 nadMgO inhtehightemperaturephase，whichfomr edadifferentoxygen—su