氧化石墨烯基含能配位聚合物对四组元复合推进剂热分解及燃烧催化作用
2021-07-12王帅中张嘉玲刘佩进严启龙
火炸药学报 2021年3期
关键词:催化剂
王帅中,王 健,张嘉玲,郭 翔,刘佩进,严启龙
(1.西北工业大学 燃烧、热结构与内流场重点实验室,陕西 西安 710072;2.北京系统工程研究所,北京 100101;3.航天化学动力技术重点实验室,湖北 襄阳 441003)
引 言
燃烧催化剂是调节固体推进剂燃烧性能的有效手段之一[1-2],目前研究较为广泛的燃烧催化剂包括金属及金属氧化物[3]、无机金属盐、金属有机化合物[4]、含能燃烧催化剂[5]及碳纳米材料基燃烧催化剂[6]等。含能燃烧催化剂的提出有效弥补了传统金属氧化物燃烧催化剂能量水平低的缺陷,为高能固体推进剂的发展提供了更为广阔的空间。然而,含能燃烧催化剂本质上是一种含能材料,具有较高的感度,直接用于固体推进剂会降低其贮存稳定性与安定性。因此,研究具有高能钝感特性的固体推进剂用燃烧催化剂具有重要意义。
碳纳米材料在固体推进剂中的应用可追溯至20世纪60年代,研究发现在双基推进剂中引入少量炭黑可以显著提高其燃速[7]。因此,碳纳米材料作为固体推进剂燃烧催化剂开始得到关注。起初应用的碳纳米材料为富勒烯,具有热稳定性高、抗氧化性和抗酸蚀性好的优异特性[8]。研究表明[9],富勒烯可有效提高含RDX基改性双基推进剂的爆热、火焰温度以及燃烧表面温度,同时可以降低其压强指数。此外,碳纳米管对固体推进剂的催化作用也得到研究。碳纳米管是由石墨烯卷曲而成的一维管状碳纳米材料,具有大比表面积、高热导率、高机械强度等一系列优异性能,可显著降低高氯酸铵(AP)以及CL-20的热分解温度[10-11]。……
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