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一种含铝分子钙钛矿含能材料推进剂的制作方法

时间:2022-02-06 阅读: 作者:专利查询

一种含铝分子钙钛矿含能材料推进剂的制作方法

1.本发明涉及一种含铝分子钙钛矿含能材料推进剂,属于推进剂技术领域。


背景技术:

2.含铝/高氯酸铵(al/ap)固体推进剂是现代固体火箭发动机的重要能量载体,现有固体推进剂的主要缺点为能量低。针对该问题,国内外研究人员做了较多的研究工作,也取得了一定突破。特别是高能化发展方面,引入高能炸药黑索今(rdx)、奥克托金(hmx)、六硝基六氮杂异伍兹烷(cl-20)等高能炸药作为推进剂体系的高能氧化剂,获得具有高能化的固体推进剂。
3.近来,分子钙钛矿含能材料因其独特的结构而受到火炸药领域重点关注。以典型分子钙钛矿含能材料代表(h2daalco)[nh4(clo4)3](dap-4)为例,根据其结构特点可知,dap-4结构中富有高氯酸根离子,对比现有高能炸药奥克托金等,表现出良好的爆轰性能;较之于常规氧化剂高氯酸铵,同时其分子结构中富含高氯酸根,表现出极强的氧化性。dap-4密度为1.87g/cm3,理论爆速为8.8km/s,理论爆热为5.87mj/kg。分子钙钛矿含能材料具有良好的能量与量化性能,可作为高能氧化剂,替代或者部分替代常规铝/高氯酸铵推进剂配方中的高氯酸铵,制备高能化固体推进剂。中国专利cn 106278771b和cn 110818518b报道了分子钙钛矿含能材料的轰爆性能,但现有技术中对其在推进剂中的应用可能性还鲜有关注。


技术实现要素:

[0004]
为克服现有技术存在推进剂配方能量不足的缺陷,本发明的目的在于提供一种含铝分子钙钛矿含能材料推进剂。
[0005]
为实现本发明的目的,提供以下技术方案。
[0006]
一种含铝分子钙钛矿含能材料推进剂,以所述推进剂组成成分总体质量为100%计,其中,各原料组分及其质量分数如下:
[0007][0008][0009]
所述高分子粘结剂优选f
2311
、f
2602
、estane、三元乙丙橡胶和端羟基叠氮缩水甘油醚中的至少一种。
[0010]
所述分子钙钛矿含能材料粉末为高氯酸盐基分子钙钛矿含能材料粉末,优选(h2daalco)[nh4(clo4)3](dap-4)、(h2daalco)[na(clo4)3](dap-1)、(h2daalco)[k(clo4)3](dap-2)、(h2mpz)[nh4(clo4)3](pap-m4)、(h2pz)[nh4(clo4)3](pap-4)、(h2hpz)[nh4(clo4)3](pap-h4)、(h2daalco-o)[nh4(clo4)3](dap-o4)、(h2mdaalco)[nh4(clo4)3](dap-m4)、
4粉末加入f
2602
的乙醇混合溶液中,采用超声和搅拌的方式将固体颗粒混合均匀,放入烘箱中加热至温度50℃,烘干乙醇,并在50℃下固化5h使材料固化成型,得到一种含铝分子钙钛矿含能材料推进剂。
[0028]
实施例2
[0029]
一种含铝分子钙钛矿含能材料推进剂,以所述推进剂组成成分总体质量为100%计,其中,各原料组分及其质量分数如下:
[0030][0031][0032]
一种本实施例所述的含铝分子钙钛矿含能材料推进剂的制备方法,所述方法为机械混合法,具体步骤如下:
[0033]
采用10ml乙醇溶解4g f
2602
,12小时后,将4.8g金属铝粉、16g高氯酸铵粉末和15.2g dap-4粉末加入f
2602
的乙醇混合溶液中,采用超声和搅拌的方式将固体颗粒混合均匀,放入烘箱中加热至温度50℃,烘干乙醇,并在50℃下固化5h使材料固化成型,得到一种含铝分子钙钛矿含能材料推进剂。
[0034]
实施例3
[0035]
一种含铝分子钙钛矿含能材料推进剂,以所述推进剂组成成分总体质量为100%计,其中,各原料组分及其质量分数如下:
[0036][0037]
一种本实施例所述的含铝分子钙钛矿含能材料推进剂的制备方法,所述方法为机械混合法,具体步骤如下:
[0038]
采用10ml乙醇溶解4g f
2602
,12小时后,将10g金属铝粉、20g高氯酸铵粉末和6g dap-4粉末加入f
2602
的乙醇混合溶液中,采用超声和搅拌的方式将固体颗粒混合均匀,放入烘箱中加热至温度50℃,烘干乙醇,并在50℃下固化5h使材料固化成型,一种含铝分子钙钛矿含能材料推进剂。
[0039]
实施例4
[0040]
一种含铝分子钙钛矿含能材料推进剂,以所述推进剂组成成分总体质量为100%计,其中,各原料组分及其质量分数如下:
[0041][0042]
一种本实施例所述的含铝分子钙钛矿含能材料推进剂的制备方法,所述方法为机械混合法,具体步骤如下:
[0043]
采用10ml乙醇溶解4g f
2602
,12小时后,将10g金属铝粉、24g高氯酸铵粉末和2g dap-4粉末,采用超声和搅拌的方式将固体颗粒混合均匀,放入烘箱中加热至温度50℃,烘干乙醇,并在50℃下固化5h使材料固化成型,得到一种含铝分子钙钛矿含能材料推进剂。
[0044]
实施例5
[0045]
一种含铝分子钙钛矿含能材料推进剂,以所述推进剂组成成分总体质量为100%计,其中,各原料组分及其质量分数如下:
[0046][0047]
一种本实施例所述的含铝分子钙钛矿含能材料推进剂的制备方法,所述方法为机械混合法,具体步骤如下:
[0048]
采用10ml乙酸乙酯溶解4g estane,12小时后,将8g金属铝粉、20g高氯酸铵粉末和8g pap-h4粉末加入estane的乙酸乙酯混合溶液中,采用超声和搅拌的方式将固体颗粒混合均匀,放入烘箱中加热至温度50℃,烘干乙酸乙酯,并在50℃下固化5h使材料固化成型,得到一种含铝分子钙钛矿含能材料推进剂。
[0049]
实施例6
[0050]
一种含铝分子钙钛矿含能材料推进剂,以所述推进剂组成成分总体质量为100%计,其中,各原料组分及其质量分数如下:
[0051][0052]
一种本实施例所述的含铝分子钙钛矿含能材料推进剂的制备方法,所述方法为机械混合法,具体步骤如下:
[0053]
采用10ml乙醇溶解4g estane,12小时后,将4g金属铝粉、24g高氯酸铵粉末、4g dap-6粉末和4g pap-h4粉末加入estane的乙醇混合溶液中,采用超声和搅拌的方式将固体颗粒混合均匀,放入烘箱中加热至温度50℃,烘干乙醇,并在50℃下固化5h使材料固化成
型,得到一种含铝分子钙钛矿含能材料推进剂。
[0054]
为了判定所述含铝分子钙钛矿含能材料推进剂组分及混合均匀性,对实施例1制得的含铝分子钙钛矿含能材料推进剂进行了扫描电子显微镜(sem)观察,结果如图1所示,通过sem表征可以看到各组分的颗粒且混合均匀,实施例2~6制得的含铝分子钙钛矿含能材料推进剂的sem观察结果与实施例1测试结果类似。
[0055]
对实施例1~6中制备得到的含铝分子钙钛矿含能材料推进剂质量燃烧热进行测试,结果如表1所示:
[0056]
表1实施例1~6中制备的含铝分子钙钛矿含能材料推进剂的质量燃烧热
[0057]
实施例123456燃烧热(kj/kg)983091559810945197209081
[0058]
从测试结果可以看出,本发明所述的含铝分子钙钛矿含能材料推进剂具有较高的燃烧热值。
[0059]
本发明包括但不限于以上实施例,凡是在本发明精神的原则之下进行的任何等同替换或局部改进,都将视为在本发明的保护范围之内。