三氢化铝制备工艺及稳定性研究进展.pdf

《三氢化铝制备工艺及稳定性研究进展.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据2010年第8卷第2期化学推进剂与高分子材料ChemicalPropellants&PolymericMaterials三氢化铝制备工艺及稳定性研究进展张志国，何伟国，赵传富，牛群钊，夏宇(黎明化工研究院，河南洛阳47looo)摘要：综述了三氢化铝(AIH3)的晶体形态特征．以及口一AIH3的性质、合成方法、表征和稳定化方法．着重讨论了获得高质量口一AIH，结晶的条件和操作方式。关键词：口一AIH3；合成；稳定化；结晶中图分类号：V512文献标识码：A文章编号：1672—2191(2010)02一00lI—04近年来，由于生产工艺的改进和热稳定性的提高，

2、作为火箭推进剂成分的三氢化铝(AIH，)重新引起研究者的关注。AIH，是一种高选择性的还原剂，不仅可用作储氢材料、燃料电池的氢源和聚合催化剂，而且由于它具有很高的燃烧热和比冲，还可用作固体推进剂和固液混合推进剂的高能添加剂。AIH，毒性小，含氢质量分数10．08％，生成热一11．4J／mol。在推进剂使用上性能比较理想。在固体推进剂中采用AIH，代替铝粉可提高比冲10S；在固液推进剂中用AIH，代替铝粉可提高比冲32S；液体推进剂中添加AIH，可提高比冲27SI¨；以AlH3、ADN(二硝酰胺铵)和含能黏合剂组成的固体推进剂，其标准理论比冲可达294s【21，比

3、传统推进剂高20％～25％，而且环保洁净，可用作典型的高能低特征信号和洁净推进剂的添加剂。另外，由于AlH，密度小，在需要减少密度的上面级发动机和太空发动机中使用具有更明显的优势。因此，A1H，对发展高能化学火箭推进剂起着重要作用。1AlH，的性质1．1AIH，的多相性根据合成方法和反应条件(主要是反应时间和温度)不同，可得到至少8种不同晶体形式的固体”l。其中溶剂化的固体有f晶相和三氢化铝醚合物，非溶剂化的固体有口、口’、卢、y、艿和占晶相。实践证明所有被分离出来的晶相中最稳定的是口晶相，卢和y品相是次稳定相，卢和y晶相进一步加热能转化为口品相；而口’、艿、占

4、和手晶相不能转变为口晶相，且热稳定性差，在口晶相中存在少量的非口晶相都使其热稳定性显著降低。在对水的活性中，11'晶相在水中比较稳定，口’晶相与水反应剧烈，卢和y晶相反应较迟缓，醚合物晶相遇水着火。因此，只有口一AIH，才具有实际的应用价值。各种晶型之间的转化关系如图l。AIH，醚溶液AIH3醚络合物其中实线代表转化关系已证实，虚线代表转化关系未经证实图1各种晶型之间的转化关系Fig．1Transitionrelationshipamongvariouscrystalforms1．2口一AIH，的表征141文献报道的口一AIH，红外光谱吸收峰出现在3472、22

5、92、l844、l726、877、75l、675cm一处。口一AIH3的XRD表征如图2所示。收稿日期：2009一l0一06作者简介：张志国(1978一)．男。硕士．主要研究方向为化学推进剂原材料。电子信箱：taibaoandboy@yahoo．com．cnI4001000魁孥600罂200一20020／(。)图2口一AIH3的XRD图Fig．2XRDspectrumof口-AIH3万方数据化学推进剂与高分子材料‘12·ChemicalPropellants&PolymericMaterials2010年第8卷第2期1．3口一AlH，的物化性质口一AIH，为白色

6、无挥发性六方晶体，密度为1．489／cm3，理论含氢质量分数为lO．08％，不溶或微溶于乙醚，溶于四氢呋喃，对肼惰性。暴露于水中缓慢水解，完全水解需数小时，室温下可储存数月。室温较稳定，在l60oC开始分解，放出氢气和生成金属铝。1．4口一AIH，的安全性能和相容性ATK公司睁1将口一AIH3与RDX的安全数据进行对比发现，口一AIH，的摩擦感度和撞击感度均小于RDX，由于含有大量的氢，AIH，静电感度比较大。刘明星等人【6J将其合成的口一AIH，与HMX进行感度对比发现，11'一AIH，的摩擦感度、撞击感度与HMX相比较低，但静电感度很高，结果见表l。刘明星等

7、人还通过DSC方法和点火敏感度测试口一AIH，与各种通用的火箭推进剂组分的相容性，结果发现几乎很少有成分与AIH，完全不相容。表1口一AIH3与HMX的感度对比Tab．1Sensitivitycomparisonbetween口·AIH3andHMX注：摩擦感度测试条件90。。4．0MPa；撞击感度测试条件97．99N。50cm。2口一AlH，的合成方法目前合成AIH，最常用的方法是利用在乙醚溶液中过量的LiAIH。或者NaAIH。还原AICl3来制备A1H3【7—31。反应方程式为(M为Li或Na)：3MAIH·+AICl3———卜4AIH3+3MCIMCI不

8、溶于乙醚，过滤MCI得到