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粉末燃料冲压发动机是以高能金属或硼等粉末为燃料,以冲压空气为氧化剂和功质的一类新型冲压发动机。与液体燃料相比,粉末燃料高温条件下工作时不会离解,更利于维护与长期储存;与固体燃料相比,粉末燃料具有更高的抗敏感性,提高了燃料在制造、存储和使用过程中的安全性。粉末燃料在流化气作用下以气固两相形式流动,因此具有较强的流率调控性,使粉末燃料冲压发动机具备多次启动和推力调节功能。在众多粉末燃料中,硼基粉末燃料由于硼的较高能量特性以及两相流损失小（高温下燃烧产物为气相）等优异性能,被认为是具有很大应用潜力的粉末燃料。通过添加点火燃烧促进材料和对小粒径粉末燃料的团聚处理,实现粉末燃料储存输运性能和点火燃烧性能的最优化是研制出具有较高能量性能粉末燃料冲压发动机的前提,而其基础在于深入研究粉末燃料的点火燃烧机理。本文以粉末燃料冲压发动机为研究背景,首先通过理论分析确定镁是较为理想的硼基粉末燃料点火燃烧促进材料,进而从发动机比冲性能的角度确定硼镁粉末燃料内镁的含量,并通过合理的工艺和方法制备硼镁粉末燃料,对其表面形貌、密度及其热氧化特性进行分析和测试。然后搭建高温点火燃烧实验系统,对硼镁粉末燃料的动态点火燃烧特性进行研究,分析硼镁粉末燃料粒径、镁含量、镁粒径以及环境温度等参数对硼镁粉末燃料点火燃烧过程火焰形貌、点火延迟时间、燃烧时间以及燃烧增益和衰减时间等参数的影响。在此基础上,开展实验收集硼镁粉末燃料动态点火燃烧过程中不同阶段的燃烧（氧化）产物,通过TEM对不同阶段燃烧（氧化）产物的内部结构、形貌及其演变历程进行分析,揭示硼镁粉末燃料的点火燃烧机理。最后,建立硼镁粉末燃料点火燃烧模型,对模型的精度进行验证并分析模型误差产生的原因。通过本文研究,得到的主要结论如下:（1）硼镁粉末燃料冲压发动机在发动机比冲性能和燃烧室工作稳定性方面均优于传统冲压发动机,当硼镁粉末燃料中镁含量低于0.3（质量分数）时,粉末冲压发动机在比冲和密度比冲方面会表现出更为突出的优势。经过团聚处理的硼镁粉末燃料颗粒形状规则,具有一定的球形度,结块现象明显消失,颗粒之间粘性降低,团聚体内部颗粒粘结紧密;但由于硼颗粒形状不规则、粒径小造成颗粒之间相互干扰和干涉,颗粒之间出现了一些细小空洞。经过团聚处理的硼镁粉末燃料装填率相比于原始硼粉有了大幅提升,实验中单一粒径装填率达到0.4,比原始硼粉提升了将近50%。（2）不同硼镁粉末燃料样本在点火燃烧过程中的火焰形貌演变历程总体可以分为两类,一类是以聚团状态进行燃烧的聚团火焰形态,另一类是在燃烧中表现出微爆现象的微爆燃烧火焰形态;聚团形态的粉末燃料完全燃烧耗时较长,不利于硼镁粉末燃料内能量的快速释放,而微爆燃烧则能够在较短时间内完成燃烧,有利于粉末冲压发动机的性能提升;通过改变硼镁粉末燃料的粒径及其镁含量、镁粒径,可以实现其燃烧火焰形貌的转变。（3）镁的添加能够大幅降低硼镁粉末燃料的点火临界环境温度,含镁样本在环境温度为1279K-1346K时即可点燃,而不含镁样本为1649K。对于不同的样本,粒径对其点火延迟时间的影响程度差别很大,对于样本B1.0/Mg0.0和B0.9/Mg0.1,随着粒径的增大,点火延迟时间增加明显;对于样本B0.8/Mg0.2和B0.7/Mg0.3,点火延迟时间受样本粒径影响并不大。由于微爆现象的出现,不含镁样本的燃烧时间要明显大于含镁样本。对于样本B1.0/Mg0.0和B0.9/Mg0.1,随着粒径的增大,其燃烧时间增加明显。对于小粒径硼镁粉末燃料而言,燃烧增益时间并不会随镁含量的提高而明显缩短,但衰减时间会缩短;对于粒径98-125μm和150-200μm的硼镁粉末燃料,镁质量分数达到30%时,燃烧过程会出现峰值持续时间,燃烧增益时间相应缩短。（4）硼镁粉末燃料受热升温过程中,粉末燃料内部镁颗粒会率先熔化形成液膜并覆盖在硼颗粒表面;随着颗粒的进一步受热,颗粒的轮廓逐渐模糊,熔化后氧化硼和镁在粘性流动的作用下会填充颗粒之间的缝隙,而液态镁会进一步形成液膜堆叠在硼颗粒表面,从而使整个样本呈现出多层结构。硼镁粉末燃料点火燃烧过程出现微爆现象的必要条件有两个,一是团聚体内部镁颗粒达到过热极限;二是团聚体内氧化硼/硼颗粒熔化聚合形成封闭的液膜将镁颗粒完全包裹。（5）硼镁粉末燃料的燃烧过程可以分为三个阶段,第一阶段为团聚体温度达到镁熔点之前的阶段,环境中的氧气可以通过颗粒之间的间隙扩散至团聚体内部与硼颗粒和镁颗粒发生表面反应;第二阶段为团聚体内部镁颗粒熔化后,以液膜的形式铺展在硼颗粒表面并填充在颗粒之间的缝隙,阻碍氧气向团聚体内部的扩散;第三阶段为氧化层完全消耗之后硼颗粒的燃烧阶段,硼颗粒在粘性流动的作用下相互聚集和熔合。