BAG-ZD改性铝基复合燃料固体推进剂的力学性能研究①

陶博文,汪慧思,陈 晨,顾 健,李 磊,杜 芳,黄丹椿,陈 红,李 伟

(1.航天化学动力技术重点实验室,襄阳 441003；2.中国空间技术研究院，北京 100049)

0 引言

固体推进剂是由金属燃料、氧化剂、粘合剂三种组分构成的复合固体燃料，为获得较高的能量密度，固体推进剂中常使用铝粉作为金属燃料[1-2]。由于铝粉的点火温度(1700～2200 K)远高于其融化温度(800～1000 K)，固体推进剂中的部分铝粉在燃烧前会发生团聚形成不能充分燃烧的大颗粒铝凝团，未充分燃烧的Al凝团不仅会造成二相流损失，还会对火箭发动机的性能产生严重的负面影响[3-6]，在低燃速固体推进剂中，这一问题表现的尤为突出。

相关研究结果表明[7-9]，采用含氟化合物为包覆层制备的Al/氟化物复合燃料可有效减少Al粉团聚，提高Al粉燃烧效率。Glotov 等[10]研究了多种氟化物包覆铝粉在四组元固体推进剂中的应用效果，结果表明氟化物的结构对推进剂的燃速、铝凝团粒径和铝粉燃烧效率均有影响，其中聚合物型氟化物包覆的铝粉对降低铝粉燃烧团聚程度效果显著。但由于氟化物中含有强电负性的F元素和高键能的C—F键，Al/氟化物复合燃料表现出较强的疏水、疏油性，因此含有Al/氟化物复合燃料的固体推进剂的力学性能较差，这严重限制了其在固体推进剂中的应用。

使用键合剂是改善填料/粘合剂基体界面粘接性能、提高固体推进剂力学性能的重要手段，目前常用的键合剂主要有醇胺类键合剂、多烯多胺类键合剂、氮丙啶类键合剂和中性聚合物类键合剂等。……