俄罗斯对低污染固体火箭推进剂用氧化剂的研究

介绍了俄罗斯在研制低污染固体推进剂的氧化剂方面所取得的进展。从推进剂的能量、化学安定性和燃烧特性等方面分析了几种氧化剂的性能，认为ＡＤＮ、硝酸铵、硝仿肼和硝酸肼是理想的低污染氧化剂，并探讨了几种氧化剂的实用价值     

国外含ADN或HNF的高能复合推进剂

二硝酰胺铵(ADN)和硝仿肼(HNF)是两种新型氧化剂,它们与固体推进剂常用的氧化剂AP相比具有能量贡献更大(比冲大3～10s)、燃烧产物低特征信号、无污染等特点.ADN在推进剂中应用的技术关键是球形化和提高化学安定性.实验证明,以ADN为基的推进剂在工艺上可行;燃烧稳定,燃速较高,在6～55MPa压力范围内n=0.68;化学安定性和相容性满足要求,故ADN将是21世纪首选的AP替代物.荷兰人近年在HNF的合成改进和纯度的提高方面取得很大进展,很大程度上克服了HNF安定性和相容性差的缺点,可以用复合推进剂的常用工艺制造出HTPB/HNF推进剂样品,并测出基本性能,但力学和长贮性能尚有待改进.     

硝酸肼及硝酸肼基推进剂的研究进展

20世纪60年代,硝酸肼(HN)曾和高氯酸肼(HP)、二高氯酸肼(HP2)、高氯酸羟胺(HAP)、硝仿肼(HNF)等化合物一起成为有希望替代高氯酸铵(AP)的新型含能材料, HN虽然比AP生成焓高, 燃气相对分子质量小, 但由于推进剂燃烧特性不良等缺点而未能应用.近来, HN以其低特征信号和低污染特性再度成为固体及液体火箭推进剂中受到关注的能量成分, HN推进剂的燃烧性能也获得了令人鼓舞的改善.介绍了HN、 HN基固体推进剂及HN单元液体推进剂的最新研究进展.     

新型含能材料在丁羟复合推进剂中的应用进展

丁羟复合固体推进剂是以端羟基聚丁二烯(HTPB)为粘合剂的一类固体推进剂。在其成熟的技术体系上,根据目前存在的燃烧羽焰不清洁和燃烧效率较低的问题,介绍了新型含能材料在丁羟复合推进剂中的应用情况。为了实现燃烧羽焰的清洁性,可以使用六硝基六氮杂异伍兹烷(CL?20)、多氮化合物等高能化合物替代部分高氯酸铵(AP),而二硝酰胺铵(ADN)、硝仿肼(HNF)有希望完全替代丁羟推进剂中的AP;而为了提升铝(Al)粉的燃烧效率,可以使用三氢化铝(AlH_3)、纳米Al和各种复合Al粉。总的来说,在丁羟推进剂中应用新型含能材料应当遵循问题导向,以实现燃烧羽焰清洁性和提高铝粉燃烧效率为目标,充分挖掘无氯类氧化剂和铝基复合材料等新型含能材料的特性价值,从而进一步拓展丁羟推进剂应用范围,为推动固体动力技术在军事和民用领域的全面发展做出贡献。     

低特征信号推进剂的氧化剂──二硝酰胺铵盐

综述了国外在研制低特征信号推进剂的氧化剂二硝酰胺铵盐（ＡＤＮ）方面所取得的最新进展。二硝酰胺铵盐（ＡＤＮ）分子中不会卤素，其能量密度和安全性好，可除掉或从根本上降低推进剂排气羽流中的ＨＣｌ含量。     

控制电位电解型气体传感器在液体推进剂检测中的应用

从传感器的原理、结构、检测性能等方面论述了研制的控制电位电解型气体传感器在检测肼类燃料、硝基氧化剂等液体推进剂中的应用,并概述了研制新一代用于液体推进剂检测的控制电位电解型气体传感器的必要性。     

ADN/GUDN 双氧化剂对NEPE 固体推进剂燃烧性能的影响（英）

设计并制备了含N?脒基脲二硝酰胺盐（GUDN）和二硝酰胺铵（ADN）的硝酸酯增塑聚醚（ NEPE）固体推进剂样品,测试了推进剂的燃烧性能（燃速和压强指数）、燃烧火焰结构和燃烧波温度分布,并与不含GUDN和ADN的推进剂性能进行对比。结果表明,GUDN/ADN 双氧化剂对NEPE推进剂的燃烧性能有明显的影响,推进剂配方中添加ADN可提高推进剂的燃速和压强指数,含15%、20%和22.5%的ADN替换高氯酸铵（AP）可使推进剂在7.0MPa 下的燃速提高25.30%、36.76%和47.69%,GUDN使推进剂在7.0MPa下的燃速降低18.97% ,而压强指数在1~15MPa提高12.04%,而且在不同压力下含双氧化剂的NEPE推进剂的燃烧火焰结构呈多火焰结构,而且火焰的亮度随着压强的增大而变亮。     

ADN/GUDN双氧化剂对NEPE固体推进剂燃烧性能的影响

设计并制备了含N?脒基脲二硝酰胺盐(GUDN)和二硝酰胺铵(ADN)的硝酸酯增塑聚醚(NEPE)固体推进剂样品,测试了推进剂的燃烧性能(燃速和压强指数)、燃烧火焰结构和燃烧波温度分布,并与不含GUDN和ADN的推进剂性能进行对比。结果表明,GUDN/ADN双氧化剂对NEPE推进剂的燃烧性能有明显的影响,推进剂配方中添加ADN可提高推进剂的燃速和压强指数,含15%、20%和22.5%的ADN替换高氯酸铵(AP)可使推进剂在7.0MPa下的燃速提高25.30%、36.76%和47.69%,GUDN使推进剂在7.0 MPa下的燃速降低18.97%,而压强指数在1～15 MPa提高12.04%,而且在不同压力下含双氧化剂的NEPE推进剂的燃烧火焰结构呈多火焰结构,而且火焰的亮度随着压强的增大而变亮。     

国外对钝感推进剂的研究

阐述了研制钝感推进剂的必要性。综述了国外研制钝感推进剂的主要技术途径有：采用低感度的高能粘合剂或含能增塑剂；采用低感度的硝胺化合物；用新型高能氧化剂，如二硝酰胺铵盐ＡＤＮ、ＣＬ－２０或无相转变硝酸铵（ＡＮ）氧化剂代替ＡＰ和ＨＭＸ及其它可能的钝感技术。重点介绍了国外用烃酯类增塑剂降低推进剂感度的研究。     

含 AP 的叠氮类复合推进剂的平台燃烧特性

本文研究了高压下氧化铁催化剂对推进剂催化作用的位置和机理，催化剂如何提高推进剂燃烧速度和产生平台燃烧特性，利用等温热重分析法（ＴＧＡ）、差示扫描量热法（ＤＳＣ）和快速扫描ＦＴＩＲ分光光度法等技术研究了推进剂凝聚相区化学过程。在相对较低压力区内未催化的含高氯酸铵（ＡＰ）叠氮类复合推进剂表现出不稳定燃烧，在此压力范围内燃烧表面的热平衡也不稳定，因此氧化铁改变了推进剂的燃烧特性并提高了燃烧速度，伴随着平台－麦撒燃烧特性。燃烧速度对压力的不敏感性表明，在催化作用机理上分析，推进剂凝聚相化学在ＡＰ粒子的外表面，阻止了更多的ＡＰ的分解，但并没有影响推进剂的平台燃烧。Ｆｅ２Ｏ３对推进剂燃速提高的影响比Ｆｅ３Ｏ４的大。研究中所用的推进剂使用Ｆｅ３Ｏ４时，它的催化作用对降低压力指数更为有利。     

钝感固体推进剂的研制与进展

介绍了研制钝感推进剂的几种途径：采用低感度的含能粘合剂和增塑剂、低感度的硝胺化合物、新型高能氧化剂、降低推进剂固体组分的粒度和缺陷及其他的钝感方法。并简要介绍了HTPB、NEPE及HTPE等钝感推进剂的性能。     

三唑含能离子盐在固体推进剂中的应用研究

运用差示扫描量热仪（DSC）评估了4种三唑含能离子盐与固体推进剂主要组分的相容性,研究了含不同三唑含能离子盐的聚叠氮缩水甘油醚（GAP）推进剂的燃烧性能。结果表明,三唑含能离子盐与固体推进剂的主要组分GAP和硝化棉相容,而1,2,4-三唑硝酸盐（1a）、1,2,3-三唑硝酸盐（1b）、3,4,5-三氨基-1,2,4-三唑二硝酰胺盐（2b）与黑索今（RDX）及吸收药（硝化棉+硝化甘油）轻微敏感或敏感。含1,2,4-三唑硝酸盐（1a）的配方在12～16 MPa范围内具有较高的燃速,含1,2,3-三唑硝酸盐（1b）的配方在7～10 MPa范围内具有较高的燃速,3,4,5-三氨基-1,2,4-三唑硝酸盐（2a）和3,4,5-三氨基-1,2,4-三唑二硝酰胺盐（2b）可以明显地降低10～16 MPa范围内GAP推进剂的燃速压力指数。     

推进剂及工艺方法的比较（英）

回顾了近50年来美国所用的推进剂类型及工艺方法,介绍了可浇铸和可挤压型推进剂,讨论了很多氧化剂,包括早期固体推进剂中所用的高氯酸钾直至现在所用的硝胺。介绍了近二十年来推进剂所用的粘合剂和固化系统。     

单基发射药氧平衡调节探讨

研究了提高单基发射药氧平衡的途径。理论计算了氧平衡,采用最小自由能法计算了单基发射药的爆温、爆热、火药力和燃气组成。计算表明:随着硝酸铵含量的增加,发射药燃烧产物中可燃性气体总量、H2、CO和CH4的浓度均下降。当硝酸铵含量达80%以上时,可燃性气体含量完全被氧化成二氧化碳和水。以硝酸铵发射药与某炮射导弹制式药混装进行实验,结果表明:当硝酸铵发射药含量为50%时,氧平衡提高了39.2%,分析表明燃烧产物中CO含量降低了32.8%,分析炮口高速摄像照片,积分光密度(IO D)降低了36.4%。     

水溶性氧化剂在微孔球形药中原位超细化分散方法研究

为了研究水溶性氧化剂在微孔球形药中原位超细化分散方法的可行性,在微孔球形药制备过程中,向内相水溶液中添加不同浓度的水溶性氧化剂,使氧化剂填充于微孔球形药内部孔隙中并实现均匀分散。利用扫描电子显微镜、X射线衍射分析和X射线光电子能谱分析等手段对含有不同氧化剂的微孔球形药及氧化剂颗粒物进行表征。结果表明:采用浓度不超过30%的氧化剂水溶液均可制备出内部均匀分散了氧化剂颗粒的微孔球形药,分散进入微孔球形药中的氧化剂颗粒平均粒径不超过3 μm;随着氧化剂溶液浓度的上升,进入微孔球形药中的氧化剂颗粒逐渐增多;原位分散方法可以实现水溶性氧化剂在微孔球形药中的超细化分散。     

相稳定硝酸铵及其混合物的热分解

硝酸铵（AN）是低特征信号推进剂和无烟推进剂的首选氧化剂，但存在点火、燃烧困难等问题。降低硝酸铵的热分解温度，促进AN的热分解是解决硝酸铵推进剂点火和燃烧困难的途径之一。本实验采用DSC和TG-DTG技术研究了金属氧化物、金属盐、含能粘合剂和六硝基六氮杂异伍兹烷（HNIW）对AN热分解的影响。结果表明，催化剂在一定程度上都降低了AN的吸热分解温度；含能组分加速了AN的放热分解过程。     

少烟富燃复合推进剂低压燃烧特性（英）

在0.1MPa到1MPa的低压范围内,实验研究了一系列特定的HTPB/AP富燃复合固体推进剂的燃烧特性。研究表明：高压、高AP浓度和较小的AP粒子尺寸能促进稳定燃烧,提高燃速和燃烧效率,降低点火温度。加入亚铬酸铜（CC）作为增速剂能提高整个压力范围内的燃速,加入6%CC可降低推进剂点火温度16%,燃烧效率可达96%,而没有添加CC的推进剂配方燃烧效率为31%~73%。研究表明,在极低的压力下Vieille燃速公式对此系列推进剂仍然适用。     

MOFs作为固体推进剂的燃烧催化剂和含能添加剂的研究进展

新材料是固体推进剂发展的基础。其中,新型含能材料以及燃烧催化剂的研发对于改善固体推进剂的性能具有重要的意义。系统介绍了金属有机框架化合物(MOFs)在多相催化以及高能化方面的进展。指出MOFs在催化烷烃、烯烃、醇等有机物以及CO的氧化反应方面具有较高的活性,具备催化推进剂燃烧反应的能力。MOFs在推进剂燃烧过程中原位生成的金属氧化物也可促进推进剂燃烧。引入高含氮量的配体可获得优异能量性能和安全性能的MOFs,改变含能配体的成分、结构及与金属离子的配位方式可调节其能量性能。认为,设计并合成可用于固体推进剂燃烧的高效MOFs催化剂,探讨其在推进剂燃烧过程中的反应机理,揭示其含能基团的成分、结构及与金属离子的配位方式对含能MOFs能量性能的影响等是今后研究重点。