在含能材料中,金属燃料占有十分重要的地位。硼粉由于理论上的质量热值和体积热值很高,成为了推进剂、烟火药中的重要组分。但硼粉点火困难,高粘性的表面氧化膜抑制了硼粉与氧气的接触,使其高热值、高能量难以被释放出来。为解决此问题,在硼粉中加入了镁、铝等元素进行合金化,以此来提升硼粉的活性、燃烧热值、能量释放效率等性能。通过真空烧结的方法制备了MgB2、AlB2、Mg0.5Al0.5B2以及一系列不同原子比例的镁铝硼合金粉,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱仪、真密度测试仪等测试手段对样品的物相、形貌、物性等进行了表征。结果显示,在1000℃的烧结温度下形成了纯度较高、元素分布均匀的一系列镁铝硼合金。制得的MgB2、AlB2、Mg0.5Al0.5B2合金粉样品的真密度分别为2.61 g/cm~3、2.94 g/cm~3、2.92 g/cm~3,均高于无定形硼粉的2.33 g/cm~3。采用氧弹量热仪、燃点测试仪、同步热分析仪对样品的燃烧热值、燃点、热氧化特性等热性能进行了测量与分析。实测表明,Mg0.5Al0.5B2合金粉的燃烧热达到了29350 J/g,较无定形硼粉提升了68.8%;其体积热值高达85.66 KJ/cm~3,较无定形硼粉提升了111.4%;与亚硝酸钠粉混合后测得燃点为396℃,是一种高活性高能量密度的燃烧剂。而此配比的Mg-Al-B混合粉体积热值为49.88 KJ/cm~3,远低于Mg0.5Al0.5B2合金粉,但其燃点仅为335℃,相比于合金粉而言活性更强。在程序升温过程中,镁铝硼的合金化对硼粉的热氧化反应起到明显的促进作用,二、三元镁铝硼合金粉的氧化比均远高于纯硼粉,原子比9:1:20的Mg-Al-B合金粉在1600℃时氧化比达到95.3%,而无定形硼粉的氧化百分比仅有70.4%。搭建了激光点火实验平台,采用高速摄影仪、红外热像仪、光纤光谱仪对粉末样品在点火燃烧过程中的火焰形态变化、点火延迟时间、火焰温度、升温速率等特性进行观察与测量分析。结果表明,镁、铝、硼三种元素的焰色分别为亮白色、黄色、青绿色,点燃过程中镁和铝元素会率先被点燃,以此带动硼元素的点火,部分样品点火时会产生飞溅的爆裂物。镁铝硼的合金化对粉末的点火燃烧起到了显著的促进作用。在900W的激光作用下,Mg0.5Al0.5B2合金粉的点火延迟仅为19ms,较无定形硼粉缩短了42.4%;最高升温速率为3933 K/s,较无定形硼粉提升了18.3%;最高燃烧温度为1683℃,较无定形硼粉提高17.7%。