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超级铝热剂的制备、表征及其燃烧催化作用

安亭;赵凤起;裴庆;肖立柏;徐司雨;高红旭;邢晓玲

【摘要】用纳米铝粉和纳米氧化铅、纳米氧化铜和纳米三氧化二铋为原料,采用超

声分散复合的方法,制备了纳米超级铝热剂Al/PbO、Al/CuO和Al/Bi2O3.采用X

射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜及能谱分析(SEM-EDS)和红外光谱(IR)对原料和产

物的物相、组成、形貌和结构进行分析表征:运用差示扫描量热仪(DSC)评估三种超

级铝热剂与双基推进剂主要组分的相容性:研究了3种超级铝热剂对双基推进剂燃

烧性能的影响.结果表明,Al/PbO、Al/CuO和Al/Bi2O3与推进剂主要组分硝化棉

(NC)、硝化棉,硝化甘油(NC/NG)混合物和吉纳(DINA)的相容性均良好,而与黑索

今(RDX)和1,3-二甲基-1,3-二苯基脲(C2)相对较为敏感;含三种纳米超级铝热剂的

双基推进剂表现出优异的燃烧性能.%SuperthermitesAl/PbO,Al/CuOand

Al/Bi2O3werepreparedbyultrasonicdispersionprocessusingnanoAl,

nano-PbO,nano-CuOandnano-Bi2O3astherawmaterials,andthe

productswerecharacterizedbyXRD,SEMEDSandIR.DSCthermalanalysis

methodwasemployedtoevaluatecompatibilityofthreekindsofsuper

thermiteswithsomedouble-basepropellantmaincomponents.Onthe

basesofcharacterizations,theeffectsofthreesuperthermitesonthe

combustionpropertiesofdouble-base(DB)propellantwere

investigated.TheresultsindicatethatAl/PbO,Al/CuOandAl/Bi2O3have

goodcompatibilitywithnitrocellulose(NC),nitrocellulose/nitroglycerine

(NC/NG)andN-nitrodihydroxyethylaminedinitrate(DINA),buttheyare

slightlysensitivewithcyelotrimethylenetrinitramine(RDX)and1,3-

dimethyl-1,3-diphenylurea(C2).DBpropellantcontainingthreekindsof

nanosuperthermitesshowedexcellentperformanceofcombustion,which

indicatesthatsuperthermiteshavetremendouspotentialsuperioritiesin

applicationofDBpropellant.

【期刊名称】《无机化学学报》

【年(卷),期】2011(027)002

【总页数】8页(P231-238)

【关键词】材料科学;超级铝热剂;超声分散法;推进剂;相容性;催化活性;燃速

【作者】安亭;赵凤起;裴庆;肖立柏;徐司雨;高红旭;邢晓玲

【作者单位】西安近代化学研究所,西安,710065;西安近代化学研究所,西

安,710065;西安近代化学研究所,西安,710065;西安近代化学研究所,西安,710065;

西安近代化学研究所,西安,710065;西安近代化学研究所,西安,710065;西安近代化

学研究所,西安,710065

【正文语种】中文

【中图分类】O643

纳米铝粉作为高能燃料应用于固体推进剂中，已被证明能够大大地改善推进剂燃烧

性能。由于其极高的反应活性会提高凝聚相中的热释放速率，故含纳米铝粉的推进

剂具有较高的热通量，从而可提高燃速。国外研究结果表明，与普通铝粉相比，纳

米铝粉有较低的开始化学反应的低限温度，并且具有较大的比表面积和较小尺寸，

因此它可以显著提高固体推进剂燃速和降低燃速压力指数[1