AlH3贮存稳定性及与推进剂组分相容性研究进展①

裴宝林,钱 勖,李小娜1,,曹 蓉1,,赵程远1,,杨 根1,,彭 松1,

(1.航天化学动力技术重点实验室,襄阳 441003;2.湖北航天化学技术研究所,襄阳 441003)

0 引言

固体推进剂是固体发动机的核心组成部分之一,高能化是其发展趋势。添加金属氢化合物可有效提高固体推进剂的能量性能。FINHOLT等[1]于1947年首次制备AlH3,储氢密度为148 g/L,氢气含量为 10.08%。目前,已经发现AlH3共有α、α`、β、γ、δ、ε、ζ七种晶型。其中α-AlH3最稳定,密度为1.48 g/cm3,生成热为-11.8 kJ/mol。20世纪60年代,美国、俄罗斯等开展AlH3在固体推进剂中的应用研究。2004年,俄罗斯报道了一种AlH3含量为6%～27%的高能固体推进剂,该固体推进剂具有感度低、热稳定性高等优点。DELUCA等[2]研究了含AlH3推进剂的物理化学特性以及弹道性能,发现用AlH3替代Al能降低推进剂燃烧温度、减少燃烧产物中CO2、OH和H2O等的含量,减弱喷喉烧蚀,提高推进剂的比冲。有研究表明,使用AlH3代替Al粉可使固体推进剂比冲提高10 s[3],以AlH3、二硝酰胺铵(ADN)和含能粘合剂组成的固体推进剂,其标准理论比冲可达2940 N·s/kg,较传统推进剂比冲高20%～25%[4]。

近年来,国内多家研究机构也对AlH3开展了研究,取得了一定的成果。黎明化工研究院、西南科技大学等开展了AlH3的合成研究,可制备出α-AlH3;西安近代化学研究所、湖北航天化学技术研究所对AlH3进行了全方位的研究,包括AlH3与推进剂组分相容性、AlH3稳定化研究,知悉了其与粘合剂、氧化剂、硝酸酯增塑剂的相容性及硬脂酸包覆等AlH3稳定化技术。然而,AlH3实际应用到推进剂中,还有很多工作需要开展。为此,本文介绍了AlH3的稳定化技术及与固体推进剂主要组分的相容性,提出了今后含AlH3高能推进剂贮存稳定性的重点研究方向。……