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納米金屬應(yīng)用于火箭固體推進(jìn)劑的催化劑-金屬展-冶金展-2014廣州巨浪國(guó)際金屬暨冶金工業(yè)展覽會(huì)-亞洲最大金屬冶金展-巨浪展覽-2014 China(Guangzhou)Int’l Metal &Metallurgy Exhibition
2014年4月9日 金屬展-冶金展 |
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針對(duì)戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)武器系統(tǒng)生存環(huán)境要求的提高，各國(guó)都在積極探索和開發(fā)以高能量密度材料合成及應(yīng)用為主體的新型高性能推進(jìn)劑研究。為了適應(yīng)武器系統(tǒng)發(fā)展的需求，近20年來固體推進(jìn)劑的發(fā)展非常迅速，廣泛應(yīng)用于戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)略導(dǎo)彈和航天運(yùn)載領(lǐng)域中。推進(jìn)劑的燃燒是推進(jìn)技術(shù)的核心，為了改善推進(jìn)劑的燃燒性能，人們探討了多種調(diào)節(jié)燃燒性能的方法，而添加少量催化劑則是調(diào)節(jié)推進(jìn)劑燃燒性能的最佳途徑。上世紀(jì)80年代以來，納米技術(shù)產(chǎn)生出許多新的具有優(yōu)異性能和新的應(yīng)用可能的納米材料。由于納米催化劑粒徑小，比表面積大，表面原子多，晶粒的微觀結(jié)構(gòu)復(fù)雜且存在各種點(diǎn)陣缺陷，因此它具有很高的催化活性，能顯著提高固體推進(jìn)劑的燃速。國(guó)際上已把納米催化劑作為新時(shí)代最有希望的催化劑進(jìn)行研究和開發(fā)。
納米燃燒催化劑因粒徑小、比表面積大、催化活性高已成為火炸藥領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一，研究?jī)?nèi)容主要是燃燒催化劑的制備方法和催化性能。納米燃燒催化劑，特別是火炸藥實(shí)際配方中經(jīng)常使用的一元金屬氧化物，雖因比表面積大、催化活性高已獲廣泛研究，但研究?jī)?nèi)容目前多局限于某種燃燒催化劑的納米化制備及其催化性能的考察。而納米材料的性能不但取決于納米材料的化學(xué)組成，而且取決于納米粒子的尺寸大小、生長(zhǎng)形貌等微觀結(jié)構(gòu)，因此納米材料的結(jié)構(gòu)、尺寸和形貌等微結(jié)構(gòu)控制研究以及材料的微結(jié)構(gòu)對(duì)材料性能的影響規(guī)律成為當(dāng)今材料學(xué)及其相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。
HTPB（端羥基聚丁二烯）是國(guó)內(nèi)外大力發(fā)展的優(yōu)良固體推進(jìn)劑，適合于研制高固體含量配方和大型澆注工藝裝藥，廣泛應(yīng)用于戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。研究表明，納米金屬和復(fù)合金屬粉對(duì)HTPB推進(jìn)劑的熱分解具有明顯的催化作用。納米銅粉使HTPB推進(jìn)劑的低溫和高溫?zé)岱纸鉁囟确謩e降低了51.6 ℃和33.6 ℃，分解熱增大為3.7 kJ/g，催化效果顯著。納米銅粉和含銅的納米復(fù)合金屬粉（NiCu和NiCuB）的催化效果強(qiáng)于其他納米金屬粉。
NEPE（高能硝酸酯增塑聚醚）具有能量高，力學(xué)性能優(yōu)異的特點(diǎn)，是新一代固體推進(jìn)劑的發(fā)展方向，但是由于含有大量的硝胺組分，使壓力指數(shù)偏高，限制了在大型導(dǎo)彈中的應(yīng)用。研究表明：納米PbO使NEPE推進(jìn)劑的燃速壓力指數(shù)下降了0.04。在高能NEPE推進(jìn)劑中，納米碳酸鉛對(duì)推進(jìn)劑固化反應(yīng)有很強(qiáng)的催化作用，通過調(diào)整工藝可以取代部分主催化劑，以提高推進(jìn)劑的總體能量水平，它對(duì)降低NEPE推進(jìn)劑壓力指數(shù)有顯著作用，含量為1%和2%時(shí)分別使該推進(jìn)劑壓力指數(shù)降至0.54和0.52，接近大型導(dǎo)彈的應(yīng)用水平。由此可以看出納米催化劑在難以降低壓力指數(shù)的NEPE推進(jìn)劑中的顯著作用。
金屬展-冶金展-2014廣州巨浪國(guó)際金屬暨冶金工業(yè)展覽會(huì)-亞洲最大金屬冶金展-巨浪展覽-2014
China(Guangzhou)Int’l
Metal &Metallurgy Exhibition
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