氢化铈的制备及其与高氯酸铵的反应特性

赵修臣，关紫阳，熊杰，白猛，王晓强，李明亚

(1.北京理工大学 材料学院，北京100081；2.东北大学秦皇岛分校，河北秦皇岛066004；3.河北省电介质与电解质功能材料重点实验室，河北 秦皇岛 066004)

氢化铈属于具有较高反应活性和高化学潜能的稀土金属氢化物，其与空气接触会迅速发生氧化还原反应，并释放大量的热能，产生良好的燃烧效果[1]。氢化铈的能量约为217.6 J·g-1，是HMX(5.53 J·g-1)能量的40倍[2]。将氢化铈应用到活性材料中，能够提高活性材料的燃烧热能，可以作为较好的含能材料爆炸过程中高能添加剂[2]。

高氯酸铵(AP)[3, 4]是含能材料中常见的高能氧化剂，由于其具备较高的有效含氧量、高的气体生成量、合适的密度、低的机械敏感度、良好的相容性以及价格低廉等特点而备受研究者的青睐。张卫山[2]对氢化铈与高氯酸铵复合材料的配比进行了研究，实现能量释放最大化，并且能够显著降低AP的热分解温度。

目前，针对稀土金属氢化物在活性材料中的应用的相关研究还较少，大部分的工作都处于探索阶段，包括活性材料的配方体系、反应特性等。该研究用金属铈直接氢化法制备氢化铈，并对其结构与形貌进行表征；研究了氢化铈与AP复合活性材料的反应特性，初步探讨了其反应机理。

1实验

采用金属铈直接氢化法制备氢化铈。将金属铈块(99.9%，包头镧系新材料科技有限公司)置于氢化反应系统中，氢化气体采用Ar/H2(50vol%/50vol%)混合气，总气压为0.22 MPa，在氢化温度为390 ℃下，保温2 h，然后升温至565 ℃，保温1 h，最后降温至100 ℃，保温2 h，升温速率为5 ℃/min。……