1 西南科技大学材料科学与工程学院, 四川 绵阳 621010
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
为了研究燃烧条件对KClO4/Zr烟火剂燃烧过程中光辐射性能的影响, 考察了KClO4/Zr在开放环境和不同规格封闭石英管内的燃烧发射光谱和燃烧产物。 借助光纤光谱仪、 光电二极管和示波器测试了烟火剂燃烧过程中的光辐射能量分布和闪光时间-强度曲线, 分析了所得发射光谱在(590±10), (750±10)和(808±10) nm三个主吸收波段内的光谱效率, 借助SEM表征了不同燃烧条件下KClO4/Zr燃烧产物的形貌。 结果表明: 在开放条件下燃烧时, KClO4/Zr的燃烧发射光谱在可见光到近红外的宽波段内, 最强辐射出现在730~820 nm波段。 在石英管内封闭燃烧时, 随着石英管体积的减少, 在石英管外检测到的燃烧发射光谱强度逐渐减弱, 光谱能量分布也呈现不同的变化规律, 而且对火焰发射光谱分布进行处理后, 随着石英管体积的变化, 得到(590±10), (750±10)和(808±10) nm波段的光谱效率也呈现不同的变化规律。 但是, 随着石英管体积的减少, KClO4/Zr烟火剂的爆燃闪光辐射时间逐渐缩短, 峰值辐射强度逐渐提高。 增加石英管的直径, 有利于在管外获得更高的有效光辐射能量, 减少石英管的直径, 则有利于提高烟火剂的峰值辐射强度。 随着管直径的增大, KClO4燃烧更加充分, 产物粒径较小, 呈规则的球状。 而管长度的改变对反应并无太大影响。
燃烧环境 辐射光谱 光谱效率 Burning environment KClO4/Zr KClO4/Zr Emission spectrum Spectral efficiency 光谱学与光谱分析
2016, 36(9): 2951
1 西南科技大学 材料科学与工程学院， 四川 绵阳 621010
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心， 四川 绵阳 621900
研究了烟火药激光器泵浦源传统配方Zr/KClO4中Zr粉粒径对该配方燃烧特性的影响。结果表明：Zr粉从61.375 μm减小到18.675 μm，Zr/KClO4混合物的点火温度从506.40 ℃降低到492.42 ℃，燃烧辐射脉宽由60 ms缩短到25 ms，峰值辐射强度增加1倍；在 200～1 100 nm波段内，随着Zr粉粒径的减小，可见光区内的辐射能所占的比例增强；针对掺钕激光介质的泵浦而言，Zr粉粒径为800目时，分布在激光介质的3个主要泵浦带内的辐射能最高，而且闪光脉宽最短。因此，在其它条件相同时，选择颗粒尺寸小的Zr粉有利于获得高的激光输出。
烟火药激光器 Zr粉 粒径 燃烧特性 辐射光谱 pyrotechnically pumped laser Zr powders particle size combustion property radiation spectra
