储氢材料在高能固体火箭推进剂中的应用分析

针对高能固体火箭推进剂使用储氢材料进行了分析,从金属氢化物、金属氮氢化合物以及金属配位氢化物这几方面着手,对储氢材料分解推进剂组分、改善燃烧性能等作用作了分析,然后对其在推进剂中的实际应用及发展前景作了阐述。     

镁基储氢材料在含能材料中的应用

根据化学结构不同将镁基储氢材料分为镁基储氢合金氢化物、氢化镁和镁基配位氢化物3类,分别介绍了3类镁基储氢材料在含能材料中应用的研究进展;分析了镁基储氢材料在含能材料中的应用前景和存在的问题;介绍了计算机模拟技术在研究镁基储氢材料对推进剂热分解影响中的应用情况。结果显示,镁基储氢材料能够通过促进含能材料的热分解过程提升其能量水平,同时其较高的热稳定性有利于改善含能材料组分的相容性和安定性。镁基储氢合金氢化物、氢化镁和镁基配位氢化物均可显著提高固体推进剂和炸药的应用性能。因此,镁基储氢材料在含能材料领域具有广阔的应用前景。附参考文献47篇。     

化学储氢研究进展

氢气作为一种高效、清洁的能量载体,被视为21世纪最具发展潜力的能源。氢的储存是氢能规模化应用的关键,相比于物理储氢,化学储氢更加高效安全。常用的化学储氢方式主要有金属氢化物、配位氢化物、有机液体氢化物等。本文综述了上述3种主要储氢方式的研究进展并指出存在的问题。金属氢化物中,如新近发现的多相R-Mg-Ni系储氢合金储氢量较高,价格低廉,但其仍存在过于稳定、加/脱氢动力学性能差等问题;配位氢化物含有丰富的轻金属元素,储氢密度较高,但存在可逆循环性能差的问题,限制了其应用;液体有机物储氢量高,还可以同汽油一样在常温常压下运输,且环己烷、苯等液体有机储氢介质均为工业上可以大规模生产的化学品,如果能开发出高稳定性、高转化率和高选择性的脱氢催化剂,将大幅度推动氢能规模化应用。     

储氢功能材料的研究进展

综述了各种不同储氢材料的分类、储氢机理、研究进展,指出未来应用于质子交换膜燃料电池（PEMFC）车用氢燃料电池中的储氢材料,最具发展潜力的是大容量储氢合金、锂-铝及锂-硼金属配位氢化物和有机液体储氢。     

固体储氢材料的研究进展

氢的廉价制取、安全储运以及高效应用是目前氢能研究领域的重点,而安全、高效的氢储运是实现氢能规模化应用的技术关键,因此高容量固态储氢材料的研发具有重要的学术意义和应用价值。固体材料储氢因储氢密度大、安全系数高而成为最有前景的储氢技术,得到了研究者们的广泛关注。本文针对目前国内外固体储氢材料研究现状,论述了几种固体储氢材料的研究进展,包括物理吸附类储氢材料、金属基储氢材料、配位氢化物和水合物储氢材料。重点评述了固态储氢材料中最具发展潜力的镁基储氢材料,并阐述了合金化、纳米化、添加催化剂以及复合轻金属配位氢化物等几种改性方法对镁基储氢材料储氢机理、微观结构、热力学性能、动力学性能的影响。制氢-储氢-用氢一体集成化设计应是固态储氢尤其是镁基储氢产业化应用发展道路,而镁基固态储运氢技术的发展,将可能实现氢气安全高效及大规模储运。     

浅谈金属氢化物储氢及常用的金属储氢材料

综述了具有安全性能高、储氢密度大和便于运输优点的金属氢化物储氢技术及其常用材料,主要包括综述镧系、钛系、镁系和锂系等不同金属储氢材料国内外应用现状;介绍了金属氢化物材料的储氢原理、容量和动力学行为,表明通过加入适当的催化剂以及通过引入具有改善的表面性质的缺陷的球磨,可以提高材料动力学性质和循环寿命。提出通过改善金属氢化物的热行为和循环行为,研发具有竞争性的高容量储氢材料。     

耦合相变储热的金属氢化物反应器吸氢过程模拟

基于金属氢化物储氢反应,建立了相变材料蓄热的固体储氢反应器模型,模拟研究了吸氢压力等操作参数及相变材料的相变温度、固(液)态导热系数、相变潜热等物性参数对固体储氢反应器工作过程的影响. 结果表明,相变材料的固态导热系数和相变潜热对固体储氢反应器性能的影响较小,相变温度和液态导热系数对反应器性能影响较大. 相变温度越低,液态导热系数越大,储氢反应器性能越好. 在使用最优的相变材料储能时,提高充入氢气的压力可加快反应速率,强化相变材料的传热,有助于进一步优化反应器的储氢性能.     

储氢材料的研究分析

氢能作为一种可再生能源,为了使其有效的利用的关键技术是开发出安全、经济、便携的存储体系.综述了几种储氢材料,如金属氢化物、配位氢化物、碳基纳米材料以及石墨烯储氢材料,同时简要介绍了石墨烯的几种制备方法及其性质.最后对该领域的研究方向进行了总结和展望.     

基于金属氢化物的热能-机械能转换系统的研究进展

金属氢化物是近年来在节能方面应用较为广泛的一种高性能材料.简述了热能-机械能转换系统的工作原理以及其具体的应用方式,如热机、氢压缩机和太阳能水泵等,存在合金储氢量低、易中毒、反应床传热传质性能不佳及整体效率低下等主要问题,并对氢化物热能-机械能转换系统进行了展望.     

金属氢化物对混合推进剂性能的影响

介绍了金属氢化物(MH)对混合推进剂性能的影响,MH对混合推进剂性能具有一定的改善作用,尤其是某些MH能够显著提高混合推进剂比冲。指出MH混合推进剂技术将是推进剂的一个重要研究和发展方向,强调使用MH有益于推进剂性能的提升,但MH分解释放的金属(M)和H2聚集在大气层中,导致大气层污染,应引起有关研究机构的重视。     

金属储氢材料研究进展

综述了金属储氢原理、目前国内外金属储氢材料的研究现状及应用研究进展,对镁系、稀土系、Laves相系、钛系及金属配位氢化物等几个系列金属储氢材料当前的研究热点和存在问题进行了详细介绍,并对未来金属储氢材料在民品和军工方面的应用研究方向和发展趋势进行了展望。     

AB5型金属氢化物研究概述

本文简要介绍了金属氢化物的储氢原理,分析了不同金属氢化物的优缺点,并着重介绍了改善AB5型金属氢化物储氢性能的方法。     

金属燃料在固体推进剂中的应用进展

综述了硼粉、铝粉、镁粉和合金粉等金属燃烧剂在固体推进剂中的应用状况,展望了其在固体推进剂中的应用前景。认为在固体推进剂中添加一定量的金属燃料来提高推进剂的能量有着很大的发展潜力。     

新型贮氢材料的研究进展

氢能作为资源丰富、绿色环保的清洁能源而被广泛研究,氢的贮存和运输是氢能应用的关键。金属络合氢化物、碳纳米管、沸石具有较高的贮氢容量,成为贮氢材料研究的热点。综述了金属络合氢化物、碳纳米管、沸石等新型贮氢材料的研究进展,讨论了各种贮氢材料的特点与性能,对其实用性和应用前景进行了分析。     

固体含能材料与液体推进剂复合工艺概述

简述了液体火箭发动机难以仅通过优化其结构设计来进一步提高其比冲性能的现状,指出较经济且有效地提高比冲的方法是以现有液体火箭发动机为载体,向常规液体推进剂中添加含能材料,研制高能复合液体推进剂,提高比冲并改善其综合性能。通常添加的含能材料包括固体和液体。主要介绍固体含能材料与液体推进剂的复合工艺,并对不同复合工艺的适用范围进行分析和对比。     

金属氢化物在含能材料中的燃烧、热分解及应用研究进展

为了促进金属氢化物材料在含能材料中的研究应用,从金属氢化物在含能材料中的燃烧、热分解和应用3个方面对金属氢化物在含能材料(EMs)中的研究现状和前景进行了概述。结果表明,在含能材料中加入适量的金属氢化物可以有效地改善混合体系的燃烧热、能量水平等其他方面的性能指标。将金属氢化物添加在含能材料中具有巨大的潜力,但金属氢化物与含能材料间的相容性及金属氢化物本身的稳定性等阻碍了金属氢化物在含能材料中的应用。其中,开发具有适当热稳定性的金属氢化物较为迫切。掺杂和纳米晶化是提高金属氢化物热力学性能最有效的两种方法。     

高纯硼粒子的包覆及其在高能富燃料推进剂中的应用

硼具有高热值和燃烧产物洁净等优点而广泛用于固体火箭冲压发动机的高能富燃料推进剂。硼在使用中存在点火和燃烧效率低、与黏合剂相容性差等缺点,最有效的解决方法是对硼粉进行包覆。详细介绍了用碳化硼、氟化锂、氟树脂、氟化石墨、高热值金属（如Ti、Mg和Al等）、TDI／TMP、GAP、PBT、HTPB、AP／KP、KNO,等包覆硼粒子的工艺及其在富燃料推进剂中的应用情况。不同包覆剂的作用机理不同,又各具特点。     

储氢合金对GAP基高能固体推进剂性能的影响

在聚叠氮缩水甘油醚(GAP)基固体推进剂体系中,采用储氢合金取代不同含量的微米级铝粉,获得无孔的高能固体推进剂。采用扫描电镜表征了含储氢合金的GAP基固体推进剂的微观形貌,采用药块分别测试了推进剂的安全、力学、静态燃烧性能和爆热,并采用BSFΦ75发动机测试了动态燃烧性能。结果表明,含储氢合金药块的密度比原配方的密度略低,内部结合更紧密。一定含量的储氢合金不影响原配方的安全性能和力学性能,可提高原配方的动、静态燃速。随着储氢合金质量分数从9%增加至18%(全部取代微米级铝粉),推进剂的静态燃速无明显变化。     

贮氢材料与化学热泵

本文就未来最有希望的富态清洁能源——氢能源的优劣点和新型高效贮氢材料——金属氢化物的性能和特点作了详细介绍,并对用贮氢材料构造的热能回收利用装置——化学热泵的工作原理、工作过程以及特点作了详细阐述,同时对这一类化学热泵系统的特性系数COP的计算以及影响其大小的各种因素及结果作了明确介绍。此外,本文就贮氢材料化学热泵在我国的开发应用前景作了初步探讨。最后对贮氢材料化学热泵趋于完善中存在的急待解决的各种主要问题作了简单介绍。     

新型纳米材料在固体推进剂中的应用

介绍了纳米催化剂、纳米金属在改善固体推进剂性能方面的应用研究现状，总结了纳米材料在制备中存在的问题，展望了纳米材料在固体推进剂领域的应用前景。