含多壁碳纳米管的可炭化导电聚合物点火特性实验研究

作     者：邓寒玉 濮炎涛 张致远 廖文和 曹平 

作者机构：南京理工大学机械工程学院 安徽红星机电科技股份有限公司 

出 版 物：《推进技术》 (Journal of Propulsion Technology)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：中央高校基本科研业务费专项资金30920041102) 

主　　题：微纳卫星 电弧点火 可炭化导电聚合物 点火特性 点火机理 

摘      要：针对微纳卫星混合推力器低功耗重复启动需求，提出了一种基于含多壁碳纳米管的可炭化导电聚合物的电弧点火技术。阐述了该可炭化导电聚合物的制备与加工过程，对可炭化导电聚合物的材料性能进行分析；搭建了相应的可视化点火诊断系统，对点火过程及其点火机理进行研究。在此基础上，分析了不同外部负载电压（40～60 V）和初始温度（-15～45℃）条件下，可炭化导电聚合物的点火特性。实验结果表明：添加碳纳米管可以显著提高聚合物的导电性能和导热性能，有效降低点火所需外部负载电压；可炭化导电聚合物在不同气体环境下的分解趋势基本一致，点火温度约为375℃；可炭化导电聚合物的整体点火过程主要包括热解潜伏阶段、混合与反应阶段、点火阶段以及传播阶段，残炭结构的生成及持续传热是实现点火的关键；提高负载电压及点火装药表面温度能够有效缩短点火延迟时间及减少点火所需的外部能量，但变化幅度随着电压和表面温度的升高而减小；负载电压和表面温度的大小对点火后的初始火焰传播影响过程不大。