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热分析法研究AlH3与固体推进剂组分的相容性

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第３８卷第１期　２　０１　５年０　２月　火炸药学报　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓ＆Ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓ　４１　

ＤＯＩ：１０．１４０７７／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７—７８１２．２０１　５．０１．０１０　

热分析法研究Ａｌ　Ｈ　３与固体推进剂组分的相容性　

张　伟，刘运飞，谢五喜，樊学忠，徐洪俊，刘小刚，孟玲玲，汪　伟　

（ｉＮ安近代化学研究所，陕西西安７１００６５）　

摘要：用ＤＳＣ研究了三氢化铝（Ａ１Ｈ。）与固体推进剂常用黏合剂、增塑剂、固化剂和固体填料的相容性。结果表　

明，根据ＤＳＣ曲线的结果和评价相容性的标准，Ａ１Ｈ。与硝化棉（ＮＣ）、硝化甘油（ＮＧ）、硝化甘油一１，２，４一丁三醇三　硝酸酯混合物（ＮＧ—ＢＴＴＮ）、二缩三乙二醇二硝酸酯（ＴＥＧＤＮ）、丁基硝氧乙基硝胺（ＢｕＮＥＮＡ）和双２，２二硝基丙　醇缩甲醛一缩乙醛（ＢＤＮＰＡ—Ｆ）的二元混合物分解反应峰温比各单独化合物的分解反应峰温降低５．５～１５．８℃，显　

示ＡｌＨ。与上述组分的相容性较差。ＡｌＨ。与常用黏合剂聚叠氮缩水甘油醚（ＧＡＰ）、３，３二叠氮甲基氧丁环一四氢　

呋喃共聚醚（ＰＢＴ）、聚乙二醇（ＰＥＧ）和聚环氧乙烷一四氢呋喃共聚醚（ＰＥＴ）、固化剂异佛二酮二异氰酸酯（ＩＰＤＩ）、六　

次甲基二异氰酸酯水合物（Ｎ一１００）和甲苯二异氰酸酯（ＴＤＩ）、固体填料铝粉（Ａ１）、奥克托金（ＨＭＸ）、高氯酸铵（ＡＰ）　

和二硝酰胺铵（ＡＤＮ）均相容。　关键词：物理化学；固体推进剂；三氢化铝；ＡｌＨ。；相互作用；相容性；热分析法　

中图分类号：ＴＪ５５；Ｖ５１２　文献标志码：Ａ　文章编号：１００７—７８１２（２０１５）０１—００４１—０６　

Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ　

ＺＨＡＮＧ　Ｗｅｉ，ＬＩＵ　ＹＤｎ—ｆｅｊ．　ｏｆ　ＡＩＨａ　ｗｉｔｈ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　Ｓｏｌｉｄ　Ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ　ｂｙ　

Ｔｈｅｒｍａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　Ｍｅｔｈｏｄ　

ＸＩＥ　Ｗｕ—ｘｉ，ＦＡＮ　Ｘｕｅ—ｚｈｏｎｇ，ＸＵ　Ｈｏｎｇ－ｊｕｎ，ＬＩＵ　Ｘｉａｏ—ｇａｎｇ，　

ＭＥＮＧ　Ｌｉｎｇ—ｌｉｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｗｅｉ　

（Ｘｉ　ａｎ　Ｍｏｄｅｒｎ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉ　ａｎ　７１００６５，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｉｅｓ　ｏｆ　Ａ１Ｈ３　ｗｉｔｈ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｍａｉｎ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｓｏｌｉｄ　ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｂｉｎｄｅｒｓ，ｃｕｒｉｎｇ　

ａｇｅｎｔｓ，ｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒｓ　ａｎｄ　ｓｏｌｉｄ　ｆｉｌｌｅｒｓ，ｗｅｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　ｂｙ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　ＤＳＣ．Ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　

ｆｒｏｍ　ＤＳＣ　ｃｕｒｖｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｔａｎｄａｒｄｓ　ｏｆ　ｅｖａｌｕａｔｅｄ　ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｅ　ｐｅａｋ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ　ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｒｅａｃｔｉｏｎ（Ｔ。）　

ｏｆ　ＡｌＨ３一ｎｉｔｒｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅ（ＮＣ），　一ｎｉｔｒｏｇｌｙｃｅｒｉｎｅ（ＮＧ），　一ｎｉｔｒｏｇｌｙｃｅｒｉｎｅ－Ｉ，２，４－ｂｕｔａｎｅｔｒｉ０Ｉｔｒｉｎｉｔｒａｔｅ（ＮＧ－ＢＴＴＮ），　

ｔｒｉｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃ０ｌ　ｄｉｎｉｔｒａｔｅ（ＴＥＧＤＮ），一ｂｕｔｙｌ　ｎｉｔｒｏｏｘｙ　ｅｔｈｙｌ　ｎｉｔｒａｍｉｎｅ（ＢｕＮＥＮＡ）　ａｎｄ—ｂｉｓ（２，２－ｄｉｎｉｔｒｏｐｒｏｐｙ１）　

ｆｏｒｍａｌ—ａｃｅｔａｌ（ＢＤＮＰＡ—Ｆ）ｂｉｎａｒｙ　ｍｉｘｔｕｒｅ　ｉｓ　５．５～１５．８℃ｌｅｓｓ　ｔｈａｎ　Ｔｐ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｓｅｌｆ　ｃｏｍｐｏｓｉ—　

ｔｉｏｎｓ，ｒｅｖｅａｌｉｎｇ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　Ａ１Ｈ３　ｗｉｔｈ　ａｂｏｖｅ　ｍｅｎｔｉｏｎｅｄ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ　ｉｓ　ｐｏｏｒ．Ｔｈｅ　Ａ１Ｈ３　ｉｓ　ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ　

ｗｉｔｈ　ｂｉｎｄｅｒｓ（ｇｌｙｃｉｄｙｌ　ａｚｉｄｅ　ｐｏｌｙｍｅｒ（ＧＡＰ），３，３－ｂｉｓ（ａｚｉｄｏｍｅｔｈｙ１）ｏｘｅｔａｎｅ　ａｎｄ　ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ　ｃｏｐｏｌｙｅｔｈｅｒ（ＰＢＴ），　

ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ（ＰＥＧ）ａｎｄ　ｐｏ１ｙｅｐｏｘｙｅｔｈａｎｅ—ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ－ｃｏｐｏｌｙｅｔｈｅｒ（ＰＥＴ）），ｃｕｒｉｎｇ　ａｇｅｎｔｓ（ｉｓｏｐｈｏｒｏｎｅｄｉ—　

ｉｓｏｃｙａｎａｔｅ（ＩＰＤＩ），ｔｒｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ（Ｎ－１００）ａｎｄ　ｔｏｌｕｅｎｅ　ｄｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ（ＴＤＩ））ａｎｄ　ｓｏｌｉｄ　ｆｉｌｌｅｒｓ（Ａｌ。ｃｙｃｌｏｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｅｎｅ　

ｔｅｔｒａｎｉｔｒａｍｉｎｅ（ＨＭＸ），ａｍｍｏｎｉｕｍ　ｐｅｒｃｈｌｏｒａｔｅ（ＡＰ）ａｎｄ　ａｍｍｏｎｉｕｍ　ｄｉｎｉｔｒａｍｉｄｅ（ＡＤＮ））．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ；ｓｏｌｉｄ　ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ；ａｌｕｍｉｎｕｍｈｙｄｒｉｄｅ；Ａ１Ｈ　３；ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ；ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ；ｔｈｅｒｍａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　

引　言　

三氢化铝（Ａ１Ｈ。）是一种新型含能材料，具有高　

含氢量、高燃烧热等特性。Ｄｅｌｕｃａ等理论计算表　

明＿１］，用ＡｌＨ。替代Ａｌ粉可显著提高固体推进剂的　

比冲。含Ａ１Ｈ。推进剂（ＡＤＮ、ＧＡＰ、Ａ１Ｈ。的质量　分数分别为６８　、１４　、１８　）的标准理论比冲为　

２８８　Ｓ，大大高于常规复合和双基推进剂。因此，研　

究ＡＩＨ。在固体推进剂中的应用对提升固体推进剂　

性能具有重要作用。由于ＡｌＨ。的化学稳定性和热　

稳定性差，将其加入固体推进剂后会导致感度高、　

危险性大等问题¨２　］，影响其应用。其中ＡｌＨ。与推　

收稿日期：２０１４—０８—１１；　修回日期：２０１４—１２—０２　基金项目：总装高能毁伤科研专项（００４０３０２０２０１）　作者简介：张伟（１９７９一），男，博士，高级工程师，从事固体推进剂配方与性能研究。

　４２　火炸药学报　第３８卷第１期　

进剂组分间的相容性对其安全应用具有直接影响。　

Ｖｏｌｋｅｒ　Ｗｅｉｓｅｒ等　在有氧条件下研究了ＡｌＨ。的　

热分解特性，发现ＡｌＨ。的分解过程中吸热反应和　

放热反应相互叠加，Ａ１Ｈ。的释氢反应和Ａ１核的氧　

化反应是一个连续的过程。朱朝阳等＿５　通过撞击、　

摩擦、静电火花感度等测试研究了不同晶型Ａ１Ｈ。　

的热力学稳定性和安全性。程新丽等　通过感度实　

验，研究了Ａ１Ｈ。与ＧＡＰ、ＮＧ／ＢＴＴＮ之间的安全　

特性，研究结果表明，Ａ１Ｈ。与ＧＡＰ之间存在相互　

作用，含硝酸酯的黏合剂与ＡｌＨ。混合之后感度升　

高，混合体系感度不仅与硝酸酯分子结构有关，还　

与硝酸酯中硝基的含量有关。本研究应用热分析　

法对ＡｌＨ。与推进剂主要组分（黏合剂、固化剂、增　

塑剂、固体填料等）的相互作用和相容性进行系统　

研究，为含Ａ１Ｈ。的固体推进剂配方设计和安全使　

用提供参考。　

ｌ　实　验　

１．１样品及仪器　

三氢化铝（Ａ１Ｈ。）和ＡＤＮ，西安近代化学研究　

所，纯度大于９９．５　Ｏ；聚乙二醇（ＰＥＧ），Ｅｌ本进口分　

装，数均分子质量（Ｍ７２）６　０００～１２　０００　ｇ／ｔｏｏｌ；ＮＣ，四　

川川Ｉ安化工厂，含氮量１２．６　；聚环氧乙烷一四氢呋　

喃共聚醚（ＰＥＴ）、３，３－二叠氮甲基氧丁环四氢呋喃　

共聚醚（ＰＢＴ）和聚叠氮缩水甘油醚（ＧＡＰ），黎明化　

工研究院，Ｍｎ均为３　０００　５　０００　ｇ／ｔｏｏｌ；六次甲基二　

乙氰酸酯水合物（Ｎ一１００），黎明化工研究院，异氰酸　

根含量２２．６　０Ａ；甲苯二异氰酸酯（ＴＤＩ）和异佛二酮　

二异氰酸酯（ＩＰＤＩ），成都科龙试剂公司，分析纯；　

ＮＧ、ＮＧ—ＢＴＴＮ｝昆合酯、二缩三乙二醇二硝酸酯　

（ＴＥＧＤＮ），西安近代化学研究所，阿贝尔试验大于　

３０ｍｉｎ；双２，２一二硝基丙醇缩甲醛一缩乙醛（ＢＤＮＰＡ　

Ｆ）和丁基硝氧乙基硝胺（ＢｕＮＥＮＡ），黎明化工研究　

院，纯度大于９９　；Ａ１粉，鞍钢粉体有限公司，粒径　

３０／ａｍ；ＨＭＸ，甘肃银光化学工业集团有限公司，粒　

径２０／ａｍ；ＡＰ，辽宁高氯酸铵厂，粒径１５０／￣ｍ。　

Ｎｅｔｚｓｃｈ　ＤＳＣ　２０４　ＨＰ型高压差示扫描量热仪，　

德国耐驰仪器制造有限公司。试样质量约０．７　ｍｇ，　

普通铝池卷边，升温速率为ｌ０℃／ｍｉｎ，充压气体为　

高纯氮气，动态气氛，氮气流速为５０　ｍＬ／ｍｉｎ。　

１．２相容性试验　将ＡｌＨ。与推进剂各组分按质量比１：１称取　

约１００ｍｇ，混合后进行ＤＳＣ试验。根据ＤＳＣ方法　

评估相容性的标准或判据　］，以ＡｌＨ。和各组分混　

合物与ＡｌＨ。的ＤＳＣ分解峰温之差△　为判据标准　（以峰温降低值计）：Ａｔ　一ｏ～一２℃，混合体系相容；　

Ａｔ　一一３～～５℃，混合体系轻微敏感，可短期使用；　

△￡　一一６～一１５℃，混合体系敏感，最好不用；Ａｔ　＜　

１５℃，混合体系危险，禁止使用。　

２结果与讨论　

２．１　ＡｌＨ。与黏合剂的相容性　

ＡｌＨ。与常用黏合剂ＧＡＰ、ＰＢＴ（ＢＡＭＯ—　

ＴＨＦ）、ＰＥＧ、ＰＥＴ及ＮＣ单组分的ＤＳＣ曲线，见图　

ｌ，ＡｌＨ。与５种黏合剂的相容性见表１。　

ｔ／℃　（ａ）ＡＩＨ　／ＧＡＰｉ￣合体系　

ｆ／℃　（ｂ）ＡＩＨ　／ＰＢＴ混合体系　

ｒ／℃　（ｃ）ＡＩＨ　／ＰＥＧ￣合体系　

ｔｌｏｃ　（ｄ）ＡＩＨ　／ＰＥＴｉＰｔ合体系　一　．　一、譬０　。　（＿　∞．

　０＼乎０　苗０　４４　火炸药学报　第３８卷第１期　

的分解温度分别比Ａ１Ｈ。分解峰温提高７．３、５．５和　

９．０。Ｃ，表明ＩＰＤＩ、Ｎ一１００、ＴＤＩ能够提高ＡｌＨ。的稳　

定性，？昆合后引起Ａ１Ｈ。的分解过程滞后（向高温　

移动）。　

表２　Ａ１Ｈ。与各种固化剂的相容性　

Ｔａｂｌｅ　２　Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ＡｌＨ３　ｗｉｔｈ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｃｕｒｉ　ｎｇ　ａｇｅｎｔｓ　

２．３　ＡｌＨ。与含能增塑剂的相容性　

考察了Ａ１Ｈ。与常用含能增塑剂的相容性，结　

果见图３和表３。　

，　。ｎ　●　≥　亭　０　，／℃　（ａ）ＡＩＨ　／ＮＧ｝￣合体系　

ｔｌ℃　（ｂ）ＡＩＨ　／ＮＧ／ＢＴＴＮ混合体系　

５０　１００　ｔ５０　２００　２５０　３００　３５０　ｒ／℃　（ｃ）ＡＩＨ　／ＴＧ混合体系　∞　●　≥　薯　０　器　

ｆ　曲　●　≥　墨　０　ｔ／℃　（ｄ）Ａ１Ｈ　／ＢｕＮＥＮＡ￣合体系　

５０　ｌ００　ｌ５０　２００　２５０　３００　３５（）　℃　（ｅ）ＡＩＨ，／ＢＤＮＰＡ—Ｆ混合体系　

图３　Ａ１Ｈ。与含能增塑剂的ＤＳＣ曲线　

Ｆｉｇ．３　ＤＳＣ　ｃｕｒｖｅｓ　ｏｆ　ＡｌＨ３　ｗｉｔｈ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒｓ　表３　ＡｌＨ。与常用增塑剂的相容性　

Ｔａｂｌｅ　３　Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ＡｌＨ　ｗｉｔｈ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｒｓ　

由图３和表３可知，ＮＧ、ＮＧ　ＢＴＴＮ、ＴＥＧＤＮ、　

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铝冰固体推进剂燃速特性研究

铝冰固体推进剂燃速特性研究

铝冰固体推进剂燃速特性研究

王革;何登军;刘平安

【摘 要】通过建立铝冰固体推进剂燃烧模型,研究铝冰固体推进剂的燃速特性.将铝冰固体推进剂的燃烧过程分成铝水固相区、铝水液相区、铝水气相区和铝水反应区4个区域.结合各个区域的守恒方程和边界条件,利用牛顿迭代法求解出铝冰固体推进剂燃速的精确解.分析了铝颗粒钝化程度、铝粉粒径及水燃比3种因素变化对铝冰固体推进剂燃速的影响.结果表明,随铝颗粒钝化程度、铝粉粒径和水燃比的增大,铝冰固体推进剂的燃速减小;随铝粉粒径的增大,燃速压强指数减小,铝颗粒钝化程度和水燃比的变化不会引起压强指数的改变.

【期刊名称】《固体火箭技术》

【年(卷),期】2016(039)003

【总页数】6页(P358-363)

【关键词】铝冰;固体推进剂;燃烧模型;燃速

【作 者】王革;何登军;刘平安

【作者单位】哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院,哈尔滨150001;中国航天科工集团公司六院41所,呼和浩特010000;哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院,哈尔滨150001

【正文语种】中 文

【中图分类】V512 近年来，以美国为首的世界各国正在研制一种新型火箭燃料，这种燃料的性能有望达到现有推进剂的水平，但安全性更高，更容易处理，而且成本可能更低，也更为环保。它由细铝粉和水的混合物在低温下制成，简称为“铝冰”(ALICE)[1]。

各国学者相继对铝冰固体推进剂的理论性能、燃烧特性及安全性等方面进行了大量研究。结果表明，当膨胀比为100，混合物氧燃比接近1.2(贫燃)时，真空比冲超过3 000 m/s，高于绝大多数固体火箭发动机的真空比冲；对于氧燃比为1，氧化剂为含25%H2O2水溶液的铝冰固体推进剂的真空比冲最大可达3 700 m/s。铝冰固体推进剂比其它推进剂更安全，不易发生意外点火，摔到地上也不会爆炸，因静电放电而带来的危险可忽略不计。同时，根据卫星观测，发现在月球、火星等外星球上有水和铝存在的痕迹；这就意味着有可能在月球、火星或其他地方生产铝冰推进剂。空间探测有可能要求能在不返回地球的条件下进行燃料补给[2-13]。

杂质晶型对AlH3样品稳定性和安全性影响的研究

杂质晶型对AlH3样品稳定性和安全性影响的研究

杂质晶型对ＡＩＨ　样品稳定性和安全性影响的研究　６３７　文章编号：１　００６—９９４１（２０１　１）０６－０６３７—０４　杂质晶型对ＡＩＨ３样品稳定性和安全性影响的研究　朱朝阳，马　煜，张素敏，王宏志，曹一林　（中国航天科技集团四院四十二所，湖北襄阳４４１　００３）　摘要：“　、卢、　ｙ晶型的三氢化铝（ＡＩＨ，）是乙醚法合成“・ＡＩＨ，的常见伴生晶型，它们会影响　一ＡＩＨ　的热力学稳定性和安全性。　在常温存储条件，经历约６５０　ｄ后，　晶型使得ＡＩＨ　的分解率由２．１　３％上升到５．１　５％。通过撞击、摩擦、静电火花感度测试，含有　其他晶型的ａ—ＡＩＨ，比纯净　—ＡＩＨ　的摩擦感度和静电火花感度均有不同程度的增加，其中对静电感度影响较大，与晶型较好的　晶型ＡＩＨ　相比其　。数值相差约５—１０倍。　关键词：有机化学；ｄ—ＡＩＨ　；晶型；安全性；稳定性；固体推进剂　中图分类号：ＴＩ５５；Ｏ６２１　文献标识码：Ａ　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—９９４１．２Ｏ１　１．０６．００９　１　引　言　三氢化铝（ＡＩＨ　，Ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｈｙｄｒｉｄｅ），又称铝烷，　是一种很有希望应用于固体推进剂配方的高能添加　剂。使用ＡＩＨ　替代铝粉作为燃料，可至少提高固体　推进剂质量比冲１　００　Ｎ・Ｓ・ｋｇ～，而且其燃烧室和喷　出气体温度均低于铝粉推进剂，ＡＩＨ　在分解过程中释　放其自身重量１０％的Ｈ　，降低了燃气的平均分子量，　也是其增加推进剂配方比冲的主要原因之一…。　ＡＩＨ　有７种不同的晶型，分别为　、　、ＪＢ、　、６、ｓ　和￣－ＡＩＨ　，每一种晶型的ＡＩＨ　都有各自固定的原子　排列方式，因此都有独特的热力学性质Ｅ２］。　一ＡＩＨ　和　ｙ—ＡＩＭ。分别在９１．０　ｏＣ和１　０Ｏ．７℃转换成　－ＡＩＨ　，但　在常温下它们的热力学性质不稳定，其分解速度远大　于　一ＡＩＨ　。利用球磨法合成ＡＩＨ　会产生大量的　ＡＩＨ　，ＯＬ＇－ＡＩＨ　在４０　ｃＣ条件下存放２周，会有３０％　的样品分解　。在这７种晶型中，ＯＬ晶型ＡＩＨ　的是热　力学性质最为稳定，也是唯一的在固体推进剂配方中　有应用价值的晶型。　ＡＩＨ　不同晶型的热力学稳定的研究开展较多，但　对于不同晶型的感度研究则报道的较少。在用乙醚法　合成ＡＩＨ　的过程中，常常会有少量的其他晶型的　收稿日期：２０１１－０９－２３；修回日期：２０１１－１Ｏ．１４　作者简介：朱朝阳（１　９７２一），男，工程师，研究方向为含能材料。　ｅ—ｍａｉｌ！ｚｈｕｚｈａｏｙａｎｇｌ１Ｏ１＠１　６３．ＣＯｒｎ　ＡＩＨ　伴生，不但会对ＡＩＨ　的热力学稳定产生影响，而　且还会对ＡＩＨ　产品的安全性带来影响。因此，本研　究采用乙醚法制备了ＡＩＨ。，并研究了伴生晶型对　—ＡＩＨ　的热性能、安定性能的影响。　２　实验过程　２．１仪器与试剂　—ＡＩＨ　的Ｘ－射线衍射谱数据由德国Ｄ８转靶多　晶衍射仪测试得到，测试角度范围为１　０。一９０。；　仅一ＡＩＨ　的氢元素含量数据使用Ｅｌｅｍｅｎｔａｒ公司Ｖａｒｉｏ　ＥＬＭ型元素分析仪测试；ＯＬ—ＡＩＨ　的电镜扫描图片使　用日本电子株式会社ＪＳＭ２６３６０ＬＶ型扫描电子显微镜　测试，放大倍数为１ｏ０倍至３５００倍。　ＬｉＡＩＨ　（≥９７％）购自阿尔法艾莎公司，ＡＩＣＩ　（≥９８％）购自由国药集团，无水乙醚（９９．５％）、甲苯　（９９．５％）均为分析纯，购自西陇化工有限公司。　２．２　ＡＩＨ　的制备　ＡＩＨ，的合成分为合成反应和脱醚结晶两个阶段，　在氩气保护、元水条件下进行。乙醚法制备ＡＩＨ　＿５　程　式反应见式（１）。　３　ＬｉＡｌＨ４＋ＡＩＣＩ　３——＿＋４ＡｌＨ　３＋３　ＬｉＣＩ　（１）　将ＡＩＣＩ　和ＬｉＡＩＨ　反应后的溶液进行过滤移至　结晶瓶中，在６０—１００　ｃ（＝之间进行蒸馏，然后冷却结　晶瓶。过滤晶体，分别用去离子水、乙醇和乙醚清洗数　遍，在３０　ｑＣ条件下真空干燥４　ｈ。　ＣＨＩＮＥＳＥ　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＥＮＥＲＧＥＴＩＣ　ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ　含能材料　２０１　１年　第１　９卷第６期　（６３７—６４０）

PBT复合固体推进剂的热分解特性研究

PBT复合固体推进剂的热分解特性研究

PBT复合固体推进剂的热分解特性研究

为研究PBT复合固体推进剂的热分解过程，分别采用差示扫描量热法（DSC）和差示扫描量热仪（ARC），对复合固体推进剂绝热加速量热仪和单组分热分解特性进行了研究，并进行了慢烤试验。DSC测试结果表明，在10℃/min升高温度条件下，PBT复合推进剂的初始分解温度为183.6℃；推进剂组分的增塑剂初始分解温度最低，为192.9℃，在ARC试验中，推进剂在绝热条件下有三段放热过程，第一段放热过程的初始分解温度为121.7℃，且第一阶段的热分解并未直接引发其他组分的后续热分解反应。

标签：复合固体推进剂；热分解；特性研究

复合固体推进剂是一种以聚合物粘结剂为基础，加入固体氧化剂、金属燃烧剂和其它功能助剂的非均质推进剂。复合固体推进剂的能量性能具有良好的性能和工作性、机械性能和贮存性能，被广泛用作固体火箭发动机动力源中的火箭、导弹和航天车辆，是固体推进剂发展的主要方向。由于复合固体推进剂的优点，国内外对复合固体推进剂进行了大量的研究。

1 实验

1.1 实验试样

PBT复合固体推进剂，主要成分：钝感粘结剂PBT/单质炸药HMX/氧化剂AP/还原剂Al/增塑剂BU，固含量78%。

1.2 DSC测试

DSC差示扫描量热仪、PBT复合固体推进剂，推进剂的热分解发生在单一成分的DSC测试，密封不锈钢坩埚，10℃/min的升温速率。

1.3 ARC测试

考虑到DSC样品量较少，本文继续采用绝热加速度量热仪（ARC）对PBT复合固体推进剂进行测试，加热温度梯度为4℃，0.02℃/min的检测灵敏度，20min的等待时间，40～400℃试验溫度；样本球钛合金球，样品的球的质量是11.023g，比热容是0.42J/（g·K），和样品的质量0.099g，然后改变测试温度为60～140℃，对PBT复合固体推进剂的电弧，样品质量为0.498g，其他条件不变。

2 实验结果

2.1 DSC测试

杂质晶型对AlH3样品稳定性和安全性影响的研究 2

杂质晶型对AlH3样品稳定性和安全性影响的研究 2

杂质晶型对AlH3样品稳定性和安全性影响的研究

朱朝阳;马煜;张素敏;王宏志;曹一林

【期刊名称】《含能材料》

【年(卷),期】2011(019)006

【摘 要】α′、β、γ晶型的三氢化铝(AlH3)是乙醚法合成α-AlH3的常见伴生晶型,它们会影响α-AlH3的热力学稳定性和安全性.在常温存储条件,经历约650 d后,γ晶型使得AlH3的分解率由2.13％上升到5.15％.通过撞击、摩擦、静电火花感度测试,含有其他晶型的α-AlH3比纯净α-AlH3的摩擦感度和静电火花感度均有不同程度的增加,其中对静电感度影响较大,与晶型较好的α晶型AlH3相比其E50数值相差约5-10倍.

【总页数】4页(P637-640)

【作 者】朱朝阳;马煜;张素敏;王宏志;曹一林

【作者单位】中国航天科技集团四院四十二所,湖北裹阳441003;中国航天科技集团四院四十二所,湖北裹阳441003;中国航天科技集团四院四十二所,湖北裹阳441003;中国航天科技集团四院四十二所,湖北裹阳441003;中国航天科技集团四院四十二所,湖北裹阳441003

【正文语种】中 文

【中图分类】TJ55;O621

【相关文献】 1.元素及杂质含量对铁硅硼非晶带性能影响的研究 [J], 朱德鸣;石松耀

2.杂质对DTBP热稳定性影响的研究 [J], 王康;徐冲;金满平

3.Ti/Si杂质对Al晶界影响的研究 [J], 李平;邓胜华

4.溶剂中杂质对异氰酸酯加成物稳定性影响的研究 [J], 胡遇明

5.X射线衍射法定量分析α-AlH3晶型纯度 [J], WU Lei;MA Xingang;LIU

Falong;HU Wei

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