·340· 工程科学学报，第39卷，第3期 1.8 ·3.00kPa -3.00kPa 4-2.99kPa 1.6 -2.99kP 1.4 4-2.99kPa -2.99kPa ◆2.99kPa 2.99 kPa ◆-2.99kPa +-2.99kPa 0.8 -2.99kPa 0.6 2001800200200240260028003000320034003600380400 距离mm 图62H2+02+3Ar速度曲线 Fig.6 Velocity curves of 2H2+02+3Ar detonation 家E08,2 家w品 图7烟膜(a)及端面玻璃()样本电镜扫描照片 Fig.7 Scanning electron microscope of smoked foil sample (a)and smoked endon glass sample (b) 高于薄膜，摩擦系数非常低（≤0.05）.因此，单位面积 3结论 玻璃吸附的碳粒数量更多，单位面积的范德华力大，则 擦除烟熏玻璃上碳粒所需的力大于烟熏薄膜的数值. (1)设计了记录精确完整的内部胞格结构的端面 CH4+202、C,H2+5N20、C2H2+2.502+8.17Ar和 玻璃记录方法，给出不稳定预混气(CH,+20,、C,H2+ C2H2+2.502+19.83Ar的C-H键与2H2+02+3Ar 5N20),较稳定预混气(C,H2+2.502+8.17Ar),稳定 的H一H键之间存在差异，分子反应时，轨道跃迁过程 预混气(C2H2+2.502+19.83Ar、2H2+02+3Ar)5种 释放的能量与爆轰波的能量有关 预混气螺旋爆轰的壁面烟膜及端面玻璃记录，发现 Ec-n=304kJ小mol<E-H=339kJ小mol. (2) 2H2+02+3Ar的端面结果清晰且碳迹堆积不明显，可 碳迹和玻璃/烟膜间靠范德华力吸附，那么因为超 以作为分析螺旋爆轰内部结构的实验气. 强氢键的存在导致2H2+O2+3A比其他气体的键能 (2)通过电镜照片与分子力学，分析了烟膜及端 可以克服更强的玻璃和碳迹之间的范德华力.即是 面玻璃的碳迹吸附能力和5种预混气的微观键能，确 2H,+02+3Ar预混气爆轰在烟熏玻璃上留下更清晰 定不可忽视气体种类及反应对烟迹机制的影响，如果 轨迹记录的原因 碳迹和玻璃/烟膜表面间是靠范德华力吸附，那么2H, 然后，考虑前4种气体的共同特性之一是反应物 +O2+3A因氢键留下清晰的痕迹在玻璃上，而其他 含有C分子，玻璃上的光滑度较高，爆轰传播过程中C 气体的键能不足以留下清晰的痕迹在玻璃上，是因为 分子的存在导致玻璃上烟迹堆积而模糊，最终端面结 不同气体键能大小的差别：而且预混气中碳的存在是 果有些地方太黑有些地方太亮而不清晰 导致烟迹不清晰的原因之一：气体反射激波强度不同 最后，因为端面结构实际上是由反射激波扫过经 也导致烟膜轨迹记录的清晰度不同. 过激波压缩的反应物所产生的，那么不同气体的反射 (3)确定得到附着力合适的烟膜和烟熏玻璃对获 激波强度不同也导致记录的清晰度不同. 得清晰的实验结果有重要作用，也就是合适的表面粗工程科学学报，第 39 卷，第 3 期 图 6 2H2 + O2 + 3Ar 速度曲线 Fig． 6 Velocity curves of 2H2 + O2 + 3Ar detonation 图 7 烟膜 ( a) 及端面玻璃 ( b) 样本电镜扫描照片 Fig． 7 Scanning electron microscope of smoked foil sample ( a) and smoked end-on glass sample ( b) 高于薄膜，摩擦系数非常低( ≤0. 05) ． 因此，单位面积 玻璃吸附的碳粒数量更多，单位面积的范德华力大，则 擦除烟熏玻璃上碳粒所需的力大于烟熏薄膜的数值． CH4 + 2O2、C2H2 + 5N2O、C2H2 + 2. 5O2 + 8. 17Ar 和 C2H2 + 2. 5O2 + 19. 83Ar 的 C—H 键与 2H2 + O2 + 3Ar 的 H—H 键之间存在差异，分子反应时，轨道跃迁过程 释放的能量与爆轰波的能量有关． EC—H = 304 kJ·mol ＜ EH—H = 339 kJ·mol． ( 2) 碳迹和玻璃/烟膜间靠范德华力吸附，那么因为超 强氢键的存在导致 2H2 + O2 + 3Ar 比其他气体的键能 可以克服更强的玻璃和碳迹之间的范德华力． 即是 2H2 + O2 + 3Ar 预混气爆轰在烟熏玻璃上留下更清晰 轨迹记录的原因． 然后，考虑前 4 种气体的共同特性之一是反应物 含有 C 分子，玻璃上的光滑度较高，爆轰传播过程中 C 分子的存在导致玻璃上烟迹堆积而模糊，最终端面结 果有些地方太黑有些地方太亮而不清晰． 最后，因为端面结构实际上是由反射激波扫过经 过激波压缩的反应物所产生的，那么不同气体的反射 激波强度不同也导致记录的清晰度不同． 3 结论 ( 1) 设计了记录精确完整的内部胞格结构的端面 玻璃记录方法，给出不稳定预混气( CH4 + 2O2、C2H2 + 5N2O) ，较稳定预混气( C2H2 + 2. 5O2 + 8. 17Ar) ，稳定 预混气( C2H2 + 2. 5O2 + 19. 83Ar、2H2 + O2 + 3Ar) 5 种 预混气螺旋爆轰的壁面烟膜及端面玻璃记录，发现 2H2 + O2 + 3Ar 的端面结果清晰且碳迹堆积不明显，可 以作为分析螺旋爆轰内部结构的实验气． ( 2) 通过电镜照片与分子力学，分析了烟膜及端 面玻璃的碳迹吸附能力和 5 种预混气的微观键能，确 定不可忽视气体种类及反应对烟迹机制的影响，如果 碳迹和玻璃/烟膜表面间是靠范德华力吸附，那么 2H2 + O2 + 3Ar 因氢键留下清晰的痕迹在玻璃上，而其他 气体的键能不足以留下清晰的痕迹在玻璃上，是因为 不同气体键能大小的差别; 而且预混气中碳的存在是 导致烟迹不清晰的原因之一; 气体反射激波强度不同 也导致烟膜轨迹记录的清晰度不同． ( 3) 确定得到附着力合适的烟膜和烟熏玻璃对获 得清晰的实验结果有重要作用，也就是合适的表面粗 · 043 ·