超细粉体拥有适用范围较广,储存、运输方便,化学抑制效果明显等特点,是抑制瓦斯爆炸火焰的良好的抑制介质。国内外针对该类介质对瓦斯燃烧和爆炸火焰的抑制作用展开了大量的研究工作,其方法主要是通过观测和分析粉体作用前后的表观现象和数据的变化来表征和判断抑制效果,而较少涉及抑制机理的研究,并且在机理研究的方法上缺乏有效的手段。本文在前人的研究基础上,整合了相近研究中所涉及的实验装置的优缺点,设计制造了一种可用于超细粉体抑爆剂与甲烷扩散火焰相互作用机理研究的燃烧实验装置。运用摄像装置和光栅光谱仪对不同工况下粉体作用前后的火焰燃烧状态及辐射光谱进行了观测和记录,通过研究二者的变化规律来探究超细粉体对火焰的抑制机理。本文研究工作的结果表明:在甲烷的扩散燃烧中,氧化剂流量的变化对火焰的燃烧状态几乎没有影响,也几乎不改变火焰辐射光谱中来自甲烷燃烧的特征辐射强度。氧化剂中氧气含量的改变会影响火焰的颜色、形状以及碳颗粒、OH*和CH*自由基的辐射光谱强度均会发生不同的变化。OH*自由基还会在高氧气浓度下产生新的特征辐射,是保障甲烷的链反应进行的最关键自由基组分。在四种不同类型的超细粉体的作用下,甲烷火焰的燃烧状态有不同程度的变化,其中较高氧气含量下的火焰更难被粉体抑制。随着当量浓度的增加,气相二氧化硅对火焰中碳颗粒和两种自由基的辐射强度均呈现先减弱后增强的抑制趋势,总体抑制效果不明显;市售超细ABC干粉当量浓度的增加使火焰燃烧受抑制,碳颗粒和两种自由基的辐射强度最终均受到较大抑制,抑制效果为四种粉体中最佳;碳酸氢钠和碳酸氢钾的作用对火焰燃烧状态及辐射光谱的影响规律相似,但碳酸氢钠对火焰的总体抑制效果更为明显。结合粉体样品的热重分析结果可得知四种粉体对火焰的微观抑制机理。其中二氧化硅仅有物理抑制作用,其抑制机理主要是吸热降温和稀释氧气;超细ABC干粉的分解产物H2O和P2O5分别起到了吸热降温和隔离氧气的物理作用,而主要的化学抑制机理是游离态氨对OH*自由基的捕捉和消耗;碳酸氢钠和碳酸氢钾分解产生水和大量CO2有吸热降温和稀释氧气的物理抑制作用,同时气态热分解产物与水蒸气反应生成强碱,大量消耗甲烷燃烧产生的OH*和H*是其主要的化学抑制机理。