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溶胶-凝胶法制备纳米复合含能材料RDX/Fe2O3①

2014-09-26王金英王瑞浩李林峰

固体火箭技术 2014年2期

王金英,王瑞浩,刘 发,2,李林峰

(1.中北大学化工与环境学院,太原 030051;2.空军驻西北地区军代室,西安 710025)

0 引言

纳米复合含能材料是由至少在一维以纳米级范围(1~100 nm)的可燃剂和氧化剂复合而成的材料。纳米复合含能材料中的氧化剂一般有金属氧化物、硝酸盐、高氯酸盐、高含氟有机物、二氟氨基有机物等。可燃剂一般是金属、金属合金、金属氢化物(如氢化铝、氢化铍等)或金属硼氢化物(如硼氢化铝、硼氢化锂等)[1]。炸药作为单分子含能材料,用在复合含能材料中,既可作可燃剂,也可作氧化剂。RDX作为高能炸药被广泛用于雷管、传爆药、弹体装药及高性能硝胺发射药及高能固体推进剂的主要含能部分,是目前应用最广的单质炸药之一[2]。

Fe2O3是一种常用的氧化剂和燃烧催化剂,纳米Fe2O3可大幅提高TNT的爆热[3],使高氯酸铵的高温分解温度大幅降低[4-5],能有效催化硝化棉吸收硝化甘油吸收药的热分解,提高推进剂的燃速[6]。可降低双基药的热分解活化能和分解峰值温度[7],提高金属质量分数为60%的金属燃料的燃速[8]。

大量研究表明,将Fe2O3和其他含能材料进行纳米复合,可更好地发挥Fe2O3的燃烧催化性能,如马振叶等[9]用溶剂-非溶剂法制备了纳米Fe2O3/高氯酸铵(AP)复合粒子,证明纳米Fe2O3与AP的复合处理能显著提高纳米Fe2O3对AP热分解的催化性能。刘长宝[10]利用惰性组分特有的表面和微观结构与纳米氧化铁催化剂进行复合,采用反应沉积法制备了4种不同的纳米复合氧化铁催化剂。添加纳米复合氧化铁催化剂的HTPB/AP/Al基推进剂的力学性能、燃烧性能、安全性能均优于传统含普通氧化铁的配方。……

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