今年1月，哈爾濱工程大學航建學院劉平安副教授、劉俊鵬博士和兼職教授王孟軍合作的論文《納米鋁顆粒的點火與燃燒：反應分子動力模擬研究》在燃燒權威期刊《Combustion and Flame》上發表。

《Combustion and Flame》期刊（IF-4.494，JCR一區）由ELSEVIER出版，是國際燃燒學會會刊，專注報導國際上燃燒基礎研究的最新進展特別是燃燒反應化學動力學，被公認為是燃燒學領域的國際頂級期刊。論文發表表明該論文在納米顆粒燃燒機理方向的研究得到了國際學術界的認可，代表了前沿水平。

Al nano-sized particles (ANPs) 納米鋁粉，ANPs常被加入微米鋁粉以提升固體推進劑的燃燒性能

論文主要研究對象為火箭動力燃料納米鋁顆粒的燃燒。與微米鋁顆粒相比，納米鋁顆粒燃燒以其獨特的物化特性，可最大限度提高固體推進劑的性能。但過高的反應活性使得納米鋁顆粒在制造后往往覆蓋氧化層，帶有氧化殼層的納米鋁顆粒燃燒是一個既普遍又復雜的問題。近20年間，多位國際學者及學術團隊展開深入研究，形成殼層碎裂燃燒模型和質量擴散控制燃燒理論兩個學派，但納米鋁顆粒的點火燃燒機理在學術界依然沒有定論。

劉平安所在科研團隊應用分子動力模擬的方法，從納米、飛秒尺度研究鋁顆粒燃燒過程和各組分熱動力行為，并首次考慮輻射傳熱對鋁顆粒傳熱影響。論文結果表明，氧化殼層并沒有在鋁核熔化時瞬間碎裂，點火階段是一個由內外組分擴散所主導的過程。氧化層薄厚不同的納米鋁顆粒遵循不同的應力傳播規律。氧化層區域的鋁氧比例是影響外界氧氣分子擴散速率的關鍵因素。

論文成果為擴散主導燃燒學派提供了有力的證據，具有重要的學術價值，并指導了納米鋁基金屬燃料的研制與應用。目前，團隊鋁基金屬燃料發動機已經試驗成功。

參考來源：工學新