納米鐵系金屬粉和復(fù)合粉體的制備及對推進(jìn)劑的催化性能研究.pdf

1、高能量高燃速固體推進(jìn)劑是推進(jìn)劑領(lǐng)域重要的發(fā)展方向，添加納米金屬粉作為燃燒催化劑是提高固體推進(jìn)劑燃速和能量的有效方法之一。本文主要是針對固體推進(jìn)劑用納米金屬粉催化劑的制備和應(yīng)用來開展研究。 本文系統(tǒng)地開展了鐵系納米金屬粉的制備、表征、防氧化、分散技術(shù)及其在AP、ADN及固體推進(jìn)劑催化應(yīng)用等方面的研究，得出了一些創(chuàng)新性的結(jié)果。針對高純度、高產(chǎn)率納米金屬粉體的制備及催化應(yīng)用問題，本文在充分考察各種納米金屬粉體制備方法的基礎(chǔ)上，基于等離

2、子體自由弧溫度高、活性高、溫度分布集中的特點，以鐵系金屬Fe、Co、Ni為研究對象，主要采用等離子體方法制備了純度高、平均粒徑小，粒徑分布均勻、團(tuán)聚少的Fe、Co、Ni納米粉體材料。不僅對納米金屬粉體的等離子體制備工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，而且從粉體質(zhì)量控制因素及內(nèi)在機(jī)理等多方面對制備過程進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究。 首先，研究了等離子體法制備納米粉體過程中氫氣百分含量、電弧電流、氣態(tài)總壓等工藝參數(shù)對納米粉體的產(chǎn)率及微觀結(jié)構(gòu)的影響，采用單因素

3、工藝實驗法探討了主要工藝參數(shù)對粉體產(chǎn)率和粒度的影響規(guī)律。最終獲得采用等離子體法制備鐵系納米金屬粉體的優(yōu)化工藝條件，利用X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)、選區(qū)電子衍射(SAED)、比表面分析(BET)等方法對所制備的納米粉的晶型、形貌、粒徑及比表面積等進(jìn)行了研究，并對納米金屬粉的制備機(jī)理做了一些探討。 其次，利用化學(xué)還原法進(jìn)行了納米Co粉與CoB粉的制備研究，探討了制備條件對金屬粉質(zhì)量與形貌的影響，并利用XRD、TEM等分

4、析手段對所制備的樣品進(jìn)行了表征研究：對納米Co粉和CoB粉的防氧化進(jìn)行了研究，利用熱重分析(TG)方法對其抗氧化效果進(jìn)行了研究，對包覆前后的失重效果和催化效應(yīng)進(jìn)行了對比。另外采用微膠囊工藝開展了納米Co粉在推進(jìn)劑中分散技術(shù)的研究。 最后，開展了采用等離子體法制備的納米金屬粉對復(fù)合固體推進(jìn)劑及其所用的氧化劑高氯酸銨(AP)的熱分解的催化效應(yīng)的研究。將納米金屬粉分別添加到AP和AP/HTPB復(fù)合固體推進(jìn)劑中，用DSC方法研究了鐵系納