[发明专利]一种金属材料燃烧试验方法

说明书

本发明涉及一种金属燃烧试验方法，涉及金属烧蚀技术领域。其包括准备金属样品（16）；将金属样品（16）放置在燃烧釜（1）内；进行点火器（6）连接；对燃烧釜（1）的腔体进行抽真空与含氧气体加压操作；对金属样品（16）进行点燃；待完全燃烧后进行数据采集；点火器（6）停止燃烧后，关掉电源，对燃烧釜（1）中进行泄压并对试验装置进行清理；最后测量剩余金属样品（16）的长度。它可实现对金属材料燃烧过程的实时观察，并能精确地获得金属点燃的温度和压力等条件，并保证试验过程的安全性，进而能够大量的进行试验、系统的分析。

技术领域

本发明涉及金属烧蚀技术领域，尤其是涉及一种金属材料燃烧试验方法。

背景技术

金属材料在高温、高压、富氧等条件下瞬时发生类似木材的点燃和燃烧的一种发光发热的剧烈化学反应，导致金属材料体积变小、表面熔化，甚至严重腐蚀、烧蚀等现象，即金属燃烧。在某些极端工况下，这已成为导致某些高性能航天发动机，如：超音速和超音速冲压发动机、液氧/煤油和氢/氧发动机以及高射速武器系统发生失效甚至爆炸的本质因素之一。

长期以来，人们对金属结构材料，特别是不易燃的钢铁、镍基、钼基等合金材料在高压富氧条件下的也会发生点燃和燃烧行为，并造成设备和系统烧蚀失效的现象十分陌生。国外对金属燃烧问题已进行了研究，取得了一系列研究成果；国内在1999年底开始逐步认识到这一关系到发动机安全的关键问题，开展了相关研究工作并取得了一定的进展，但目前并未了解燃烧机理和本质。

金属燃烧是由多种因素影响综合作用下的结果，包括金属及合金性能(种类与成分、物理性能、几何尺寸、热稳定性等)、点燃特性(点燃数量及特性、局部温度、时间、催化剂等)及氧化剂特性(成分、总压力、氧化剂分压、氧化剂与金属材料间的接触动力学)，影响因素众多且过程复杂。然而，在具体情况下，需要找出燃烧的关键诱发因素并加以解决，才能真正解决燃烧问题。为此，需要一种金属材料燃烧试验方法进行大量的试验、系统的分析，国内初期采用镁引燃方式，可将部分金属材料点燃，进行了初步研究，但不可定量分析和实时观察，尚未有特定方法的研究手段，限制了金属燃烧的深入研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属燃烧试验方法，通过此方法可以实现检测维持金属燃烧的最小气压、金属样品温度、以及测试金属样品燃烧速率，以解决现有燃烧问题。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种金属燃烧试验方法，其特征在于，它是通过以下步骤进行的：

A、准备待测试金属样品，根据金属清理要求进行清洗；

B、打开燃烧釜，将待测试金属样品放置到燃烧釜的腔体内进行固定；

C、将点火器一端连接到待测试金属样品底部，另一端连接电源；

D、密封燃烧釜的腔体，并对燃烧釜的腔体进行抽真空的操作，以将燃烧釜内的原始气氛祛除，并对燃烧釜内进行含氧气体加压，加压所需测试的压力；其中抽真空操作通过第四管路上的装置进行，加压操作通过第一管路与第二管路上的装置进行；

E、激活加热系统使金属样品加热到需求温度后断开，开启点火器，对金属样品点燃；

F、待测试金属样品完全停止燃烧后，利用测试装置采集测试数据，然后关闭测试装置，测试装置由红外热像仪和高速摄像机，第一管路部分，第二管路部分与第三管路组成；

G、点火器停止燃烧时，关掉点火器的电源；通过第四管路的系统释放燃烧釜中腔体的气体，釜内压力为零时打开燃烧釜，完成泄压；泄压完全后，对试验装置进行清理；

H、将燃烧釜内的燃烧产物移除，并测量剩余金属样品的长度，确定金属样品燃烧掉的长度。