新型含能材料三氢化铝在固体推进剂中的应用现状.pdf

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1、第32卷第12期舰船科学技术Vo.l32,No.122010年12月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYDec.,2010新型含能材料三氢化铝在固体推进剂中的应用现状陈支厦,郑邯勇,王永昌,王树峰,赵文忠,朱强(中国船舶重工集团公司第七一八研究所,河北邯郸056027)摘要:三氢化铝作为新兴含能材料,应用于高能燃料中,能较大地提高燃料的能量性能和燃烧性能。本文介绍了稳定态A态三氢化铝的物理化学性质、热分解及反应动力学特点和制备方法。阐述了现阶段三氢化铝在高能燃料领域的研究成果,归纳了三氢化铝的能量特性、相容性、感度特性、反应机理、燃速特性、火焰特征。关

2、键词:三氢化铝;热分解;高能燃料;燃速;火焰特征中图分类号:V512文献标识码:A文章编号:1672-7649(2010)12-0024-04DOI:1013404/j1issn11672-7649120101121006ResearchonnewenergeticmaterialaluminumhydrideappliedinhydroreactivemetalfuelCHENZh-isha,ZHENGHan-yong,WANGYong-chang,WANGShu-feng,ZHAOWen-zhong,ZHUQiang(The718ResearchInstitu

3、teofCSIC,Handan056027,China)Abstract:Aluminumhydrideusedtohighenergyfield,isanewenergymaterialthatimprovesfuelpsenergyandburningperformance.Inthisarticle,somedifferentphasesofAluminumhydridearepresented.Inthearticle,thefeatureofAphasealuminumhydrideisintroduction,suchasphysicalchemist

4、rycharacteristic,thermaldecomposition,reactionkinetics,andpreparationmethods.Intheapplicationofhighenergyfield,somemainresearchresultsarepresented,suchasenergycharacteristic,compatibilityandsensitivity,reactionmechanism,burningrate,flamefeatures.Keywords:aluminumhydride;thermaldecompo

5、sition;high-energyfue;lburningrate;flamefeatures现,使用三氢化铝可提高比冲5%以上。本文主要介0前言绍三氢化铝的物理化学性质和高能燃料领域中的研三氢化铝的化学式为AHl3,又名铝烷(Aluminum究进展。hydride或Alane),分子量为30101,密度为114831三氢化铝的物理化学性质g/cm,标准摩尔生成焓为-1118kJ/mo,l绝对熵为3010kJ/mol#e,标准生成摩尔吉布斯自由能为111三氢化铝的相态4514kJ/mol。由于三氢化铝的高含氢量、高燃烧热、目前,已知至少有7种非溶剂化的三氢化铝的

6、相[1]无毒等特性,它可以应用在高能燃料领域。在高能燃态,即A,Ac,B,C,D,E及F。加热情况下,100e料领域,为了提高燃料的能量性能,可以使用三氢化左右时,B和C形态的三氢化铝首先发生向A形态的铝来代替目前广泛使用的铝燃料。经热化学计算表转变,继续加热发生A形态的分解。由B转化为A明用三氢化铝来取代铝可以产生更低的火焰温度和态的反应热为(115?014)kJ/mo,l由C转化为A态更高的产气量,可以提供比铝燃料更高的比冲。比较的反应热为(218?014)kJ/mo,l转化反应是放热的,[2]AP/HTPB/Al和AP/HTPB/AHl3两种推进剂可以发在室

7、温下可自发反应。在这些相态中,A态最稳收稿日期:2010-08-16作者简介:陈支厦(1983-),男,硕士,助理工程师,现从事高能化学研究。第12期陈支厦,等:新型含能材料三氢化铝在固体推进剂中的应用现状#25#定,是最有应用前景的一种相态。本文中若无特殊说剂制得的溶剂化的三氢化铝的热分解的相关机理和明,所指三氢化铝均为A-三氢化铝。A-三氢化铝为动力学。在温度为50e到100e之间时,以不同的六方晶体,晶体中的Al和H通过高度极化的共价键温度下得到的分解产物氢气的体积为纵坐标,时间为相连,属于共价键型化合物。结构分析表明,它属三横坐标,可以拟合得到一系列S状的

8、等温曲线。