第5章 结论与展望
5.1 本论文主要结论
本文以铝基破岩药剂为例，设计了一种能稳定起爆该破岩药剂的激发药，利用热分解动力学分析了破岩药剂与激发药的能量匹配问题。结合破岩药剂的做功原理，设计实验通过观测激发药敞开环境下燃烧最大火焰高度、反应时间、达到最大火焰高度时间的参数，评价了不同配比、铝粉颗粒粒径、装药材料下激发药的燃烧性能，设计了专用的实验装置，测试了不同装药结构下激发药的激发性能。同时，通过水泥试块破岩试验，探究了激发药的实际工程破岩实验效果，具体结论如下：
（1）通过对常用的点火药、金属燃烧剂分析，确定了以Al/CuO体系作为破岩药剂的激发药，该体系原料安全、来源广泛，适用于城镇与特殊区域作业；能量密度高，保证了激发效率；点火延期短，能够定量控制炮孔间延期。通过对破岩药剂TG-DTG的计算与分析，得出破岩药剂在546.8开始分解，绝大部分热失重发生在670℃-860℃之间，792.12℃时破岩药剂样品达到失重速率峰值，887.94℃时反应完全停止，活化能E为151.311KJ/mol。Al/CuO体系燃烧温度远远大于破岩药剂最高失重速率峰值792℃，每摩尔该体系燃烧热(159KJ)高于破岩药剂反应所需活化能(151KJ/mol)，理论上验证了Al/CuO的激发可靠性。
（2）对不同配比、铝粉颗粒粒径、装药材料下的激发药的燃烧性能进行试验探究。实验结果表明：𝜙在0.8-1.4范围内时，随着𝜙值的降低（即Al的含量增加），其燃烧反应速度更快，激发延时更短，因此可以通过调整激发药的配比来调整激发延期时间。激发药的最佳配比为𝜙=0.8，该配比下反应速率快，延期时间短，且由于铝粉颗粒含量较高，铝粉与氧化铜反应完成之后，多余的铝可以空气中的氧气继续反应，提高了反应生成热。在对装药壳体材料的研究发现，相对于金属与塑料管壳，纸管壳装药下，激发药的反应速度更快，且药筒两端均发生了火焰传播，因此纸管壳装药结构也更利于两端稳定激发，提高激发效率。
参考文献（略）
