应用于固体推进剂的石墨烯及其复合材料制备技术研究进展

系统介绍了多种石墨烯的制备、改性和复合方法,制备方法主要有机械剥离和湿法剥离,改性方法主要有非共价改性和共价改性,复合方法主要有非原位合成和原位合成。从石墨烯在固体推进剂中应用的角度分析比较了不同制备方法的优缺点,指出今后用作燃烧催化剂的石墨烯及其复合材料的制备技术重点应集中在如下几方面:(1)将微乳液法等纳米材料制备方法应用于石墨烯复合材料制备中;(2)应加强负载有机金属盐和含能催化剂的石墨烯负载型燃烧催化剂的研究;(3)开展石墨烯负载物的晶体生长研究。附参考文献57篇。     

铝基合金燃料的研究及其在固体推进剂中的应用进展

为了阐明元素组成和相组成与铝基合金燃料本征特性的关系，分别总结了低沸点金属、低熔点金属和高熔点金属作为合金元素时对理化特征和燃烧特性的影响规律，分析了不同铝基合金燃料点火和燃烧机制的差异。铝基合金燃料在燃烧过程中，存在Al-M_LB的微爆、Al-M_LM中的合金化放热/氧化通道、Al-M_HM中的亚稳相放热等多种燃烧效率提升的机制。从能量提升和燃速调控两方面归纳了铝基合金燃料在固体推进剂中的应用研究概况，指出铝基合金燃料通过理论比冲提升、燃烧效率提升、二相流损失降低和密度提升等途径提高了推进剂的能量性能；铝基合金燃料对推进剂燃速的影响是配方各组分相互作用的结果，调控效果随着配方中的氧化剂、黏合剂成分而发生改变。掌握铝基合金燃料“制备工艺-结构-性能”的关系、解决安全性和长期储存活性降低问题和完善燃速调节机制及燃烧反应释能机理，是铝基合金燃料的设计、应用和性能调控的关键。附参考文献75篇。     

铝基燃料高效燃烧新进展

<正>铝粉是推进剂中应用最为广泛的金属燃料，其燃烧时伴随的熔融团聚、不完全燃烧和二相流损失等现象，直接影响武器系统的安全性和有效射程。因此，铝基燃料的高效燃烧对于火炸药综合性能优化具有重要意义。近年来，燃烧与爆炸技术重点实验室纳米材料应用基础研究专业组开展了多类铝基燃料的高效燃烧技术研究，旨在持续提升含铝推进剂的释能水平。铝-金属核壳燃料的高效燃烧表面包覆改性是改善铝粉点火性能的重要策略。     

两种Fe_2O_3@rGO纳米复合物的制备及其对TKX-50热分解的影响

使用水热和溶剂热两种方法制备了还原石墨烯(rGO)负载Fe_2O_3纳米颗粒的复合物(h-Fe_2O_3@rGO和s-Fe_2O_3@rGO),并使用溶剂热法制备了未负载的rGO与Fe_2O_3纳米颗粒,通过X射线粉末衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对制备的Fe_2O_3纳米颗粒、rGO、h-Fe_2O_3@rGO和s-Fe_2O_3@rGO进行了表征。结果表明,rGO作为基底进行负载可以有效解决Fe_2O_3纳米颗粒的团聚问题,极大地提高了其分散性。相对于水热法制备的h-Fe_2O_3@rGO,使用二甲基甲酰胺(DMF)的溶剂热法可以避免rGO基底的堆叠,进一步提高所负载的Fe_2O_3纳米颗粒分散性。用差式扫描量热法(DSC)研究了制得的h-Fe_2O_3@rGO、sFe_2O_3@rGO和Fe_2O_3纳米颗粒对1,1'-二羟基-5,5'-联四唑二羟铵盐(TKX-50)热分解性能的催化效果。结果表明Fe_2O_3纳米颗粒、rGO、h-Fe_2O_3@rGO和s-Fe_2O_3@rGO纳米复合物对TKX-50的热分解具有良好的催化活性,TKX-50的低温分解峰峰温分别降低了33.9,10.9,25.5℃和40.7℃;表观分解热分别增加至1747,1924,2096 J·g~(-1)和2983 J·g~(-1)。相对于h-Fe_2O_3@rGO和Fe_2O_3纳米颗粒,溶剂热法制备的s-Fe_2O_3@rGO纳米复合物具有更好的催化效果。     

PbSnO_3@rGO纳米复合物的制备及其对CL-20热分解的影响

采用水热法制备了还原氧化石墨烯(rGO)负载PbSnO_3的纳米复合物(PbSnO_3@rGO),并通过XRD、SEM等方法对其进行了表征;用DSC法分析了制得的PbSnO_3@rGO和PbSnO_3-TDI还原型催化剂(r-PbSnO_3-TDI)对六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)热分解的催化效果。结果表明,rGO作为基底负载PbSnO_3可以有效解决PbSnO_3纳米颗粒的团聚问题,极大地提高了其分散性;PbSnO_3@rGO对CL-20的热分解具有良好的催化活性,使CL-20的分解峰温降低1.32°C,表观分解热增加250J/g,CL-20的表观活化能由222.4kJ/mol降至181.1kJ/mol;PbSnO_3@rGO对CL-20的热分解催化效果优于r-PbSnO_3-TDI。     

石墨烯基材料对含能材料性能影响的研究进展

从石墨烯基材料的制备出发,系统综述了其对含能材料的热分解性能、燃烧性能、力学性能和安全性能的影响、以及掺杂石墨烯用于爆炸物检测方面的研究。石墨烯基材料在促进单质含能组分热分解和提升复合含能材料应用性能等方面表现出了较好的应用前景。对石墨烯基材料在含能材料领域中的发展方向和趋势进行了梳理,指出以下几点是今后研究的重点方向:石墨烯及其衍生物负载纳米级金属催化剂的制备及结合方式的探究;在功能化或氧化石墨烯表面接枝含能官能团,制备含能纳米石墨烯基材料;石墨烯基材料提升含能材料性能的作用机理研究。