金属铝颗粒属于高能材料,不但能够提高固体发动机的比冲,而且金属颗粒燃烧产物中的惰性颗粒能极大地抑制发动机中的不稳定燃烧,改善燃烧平稳特性,所以在固体推进剂中被广泛应用。虽然燃烧的金属粒子和其凝聚氧化产物会带来粘性损失阻尼声振荡,但燃烧的金属颗粒所释放出的能量能够影响燃烧室的声场,甚至增强声振荡。研究铝粉燃烧的增益和阻尼特性,能更好地了解固体发动机内中含铝推进剂燃烧不稳定性问题。为了解声场中铝颗粒的燃烧特性,建立了甲烷平面火焰燃烧器,利用外置喇叭产生振荡,开展了微米级铝颗粒在振荡声场中的燃烧实验。首先研究了20μm铝粉在振荡频率200Hz时的燃烧响应特性。研究发现,铝粉经过预热过程,被点燃后产生明亮带状火焰。由声压曲线可将铝粉燃烧划分了预热、破裂、点燃及衰减四个阶段,此外铝粉在燃烧器中不稳定燃烧,激发出了高频振荡。这是由于铝核内部压力增大,液态铝被挤出,细小的液滴与周围的气体反应。铝粉颗粒燃烧产物通过电镜(SEM)扫描,发现表面存在不规则的裂口,这些裂口是由铝粉颗粒氧化层破裂导致的。通过改变外部参数研究发现,燃烧器内激励振荡频率增加,对激发出的高频振荡频率影响不大,主要影响了高频振荡幅值,当激励振荡频率为200Hz时,燃烧器中测得高频振荡最大值。激励振荡幅值增加对高频振荡频率影响不大,在激励振荡比较大时,高频振荡幅值相对比较小。燃烧器管长增加,铝粉燃烧激发出的高频振荡的频率及幅值均减小。通过改变铝参数研究发现,随着铝粉粒度的增加,铝粉在燃烧器中预热和燃烧的时间增加,这是因为细铝粉颗粒的点火时间更短。随着铝颗粒粒度的增加,高频振荡幅值增加,原因可能是随着铝颗粒粒度增加,有更多的铝在氧化层破裂时喷射出来,快速与环境中的氧气反应。此外,随着铝粉粒度增加,动态声压衰减系数成负值,并且呈现迅速上升趋势。振荡声场中铝颗粒的燃烧时间与粒度成正比,这是因为当铝粉颗粒减小时,铝粉颗粒相对表面积增加,这会降低铝粉的点火温度,增加铝粉的燃烧速率。此外铝粉质量在0.7mg-3.5mg范围内增加时,声振荡增强。