3)燃料/盐 (还原剂/氧化剂) :MAl2O4(M代表Mg、Ca、Sr或Ba) 其反应方程式如下: 2 Al(NO3)39H2O+M(NO3)+m CO(NH2)+1.5 mO2- M0Al203+(18+2m)H20+(4+m)N2+1002+mC02 m是尿素的使用量,m值对反应的放热具有决定性作用, 从而决定了燃烧反应能否自我维持进行
3)燃料/盐(还原剂/氧化剂)
3)燃料/盐(还原剂/氧化剂) S.R.Jain等人根据推进剂化学中的热化学理论,推导出另一种新的计算方法:该方法是 把0作为唯一的氧化元素,其原子价为正值,即+2:C、H及 其金属阳离子作为还原元素,其原子价为负值,分别为-4、-1和-2(或-3),而N元 素被认为中性,原子价为零:把各组份(包括氧化剂和还原剂)中的氧化元素按此计算 的原子价总和与相应的还原元素的原子价总和之比,称为元素化学计量系数,以p℃表 ∑氧化剂和还原剂中各氧化元素的原子价 氧化剂和还原剂中各还原元素的原子价
3)燃料/盐(还原剂/氧化剂)
3)燃料/盐(还原剂/氧化剂) 1)φc=1时,表明氧化剂和燃料的组份配比符合化学计量比,反应能够保证进行 到底,燃烧完全,释放的热量可以达到理论值。 2)φ<1时,表明燃料过量,释放的热量可能超过理论值。 3)φc>1时,表明燃料不足,燃烧可能不完全,释放的热量偏低。 C,N,H,O等的最终存在状态。比如在燃烧反应的最终产物中N元素实际上除N2外, 还可能存在NO2,NO或以一般的形式N,Oy存在。另外,反应式配比的计算中并没有 考虑到氧气的参与,这实际上是一种理想的情况,因而上述所得到的配比只是理论值, 实际配比需在此基础上加以调整
3)燃料/盐(还原剂/氧化剂)
3)燃料/盐(还原剂/氧化剂) 为例,若要合成1 mol MAI204,需要2mol的AlNO乃9H20和1mol的M个NO3h, 2molA1NO3)39H20的化合价为: 2×(+3+0+(-2)×9)=-30 1 mol Sr(0NO)h的化合价为: 1×(+2+0+(-2)×6)=-10 尿素(CONH2h)的重还原价为: +4+(-2)+0+(+1)X4=+6 所以合成1 mol SrAl204所需要的理论尿素量为: (30+10)/6=6.67mo1 以上计算的是纯理论值,假设的前提是燃烧产物为CO2、H20和N2。事实上 燃烧的产物相当复杂,尤其可能有不同价态的N的氧化物,所以实际需要的尿素 量可能与这个理论值有所出入
3)燃料/盐(还原剂/氧化剂)
3)燃料/盐(还原剂/氧化剂) 尿素用量的确定 根据理论计算的结果,1mol碱土金属硝酸盐和2mol硝酸铝组成的混合体系, 需要6.67mol尿素。但是实际的尿素用量与理论计算量有一定差别。 表3-2尿素用量对合成产物的影响 Table 3-2 Influence of dosage of carbamide to samples 样品 尿素和硝酸锶 实验现象 样品发光情况 编号 的摩尔比 1 3:1 燃烧不充分,产物体积膨胀约3倍 无 2 4:1 燃烧较充分,产物体积膨胀约4倍 微弱发光 3 5:1 燃烧较充分,产物体积膨胀约6倍 较亮发光 4 6:1 燃烧充分,产物体积膨胀约8倍 明亮发光 5 6.67:1 燃烧完成后仍有少量白烟,产物体积膨胀约8倍 明亮发光 6 7:1 燃烧完成后仍有少量白烟,产物体积膨胀约8倍 较亮发光 7 8:1 燃烧完成后仍有明显白烟,产物体积膨胀约8倍 微弱发光 封闭,氧气的量相对开放气氛略显不足
3)燃料/盐(还原剂/氧化剂)