燃燒催化劑與高氯酸銨復(fù)合處理

推進(jìn)劑中催化劑含量較少，但對(duì) 高氯酸銨 與推進(jìn) 劑燃燒性能影響很大，過渡金屬化合物是推進(jìn)劑 燃燒催化劑的重要品種。過渡金屬是一類特殊金 屬，可接受配位體孤對(duì)電子，具備電價(jià)易變的特 性，它們的原子和離子有形成絡(luò)合物的傾向，由 于氧原子的強(qiáng)電負(fù)性，過渡金屬氧化物的電子轉(zhuǎn) 移能力得到加強(qiáng)，通常在參與催化反應(yīng)時(shí)形成絡(luò) 合物，降低反應(yīng)活化能，是 高氯酸銨 催化熱分解的主 要品種。

有學(xué)者制備了 CuO 為核、高氯酸銨 為殼的復(fù) 合粒子（高氯酸銨 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 99%，CuO 約 1%），CuO/ 高氯酸銨 復(fù)合粒子低溫?zé)岱纸夥逑?，高溫峰提前?357 ℃；以納米 Fe 2O3 為核、高氯酸銨 為殼的納米復(fù)合 粒子，使復(fù)合推進(jìn)劑的燃速提高，壓力指數(shù)降低， 將 Fe 2O3、Al 粉與 高氯酸銨 復(fù)合處理后，能進(jìn)一步提 高推進(jìn)劑的燃速 。 與單一金屬氧化物相比，二元金屬離子氧化 物由于相互摻合存在晶格缺陷，具有更多的電子 空穴，電子接受能力及電子轉(zhuǎn)移能力得到加強(qiáng)， 對(duì) 高氯酸銨 熱分解催化作用優(yōu)于單一金屬氧化物。

有學(xué)者制備了超細(xì)亞鉻酸銅 /高氯酸銨 復(fù)合粒子， 高、低溫?zé)岱纸夥寰蠓崆?，?yīng)用于復(fù)合推進(jìn) 劑中，使燃速提高 5 mm/s；也有的 制備了 3 種 金屬復(fù)合物鐵酸鎳（NiFe 2O4 ）、鐵酸鈷（CoFe 2O4 ）、 鐵酸銅（CuFe 2O4 ），對(duì) 高氯酸銨 熱分解催化效果均優(yōu)于 單一金屬氧化物，以 CuFe 2O4 催化效果最好，CuFe 2O4/高氯酸銨 復(fù)合粒子高溫分解峰提前至 297.5 ℃， 相比于純 高氯酸銨，CuFe 2O4/高氯酸銨 分解活化能下降至 102.7 kJ/mol，下降近 40%，表觀分解熱由 486 J/ g 增加至 1 282 J/g，是對(duì) 高氯酸銨 高溫?zé)岱纸庾顬?有效的催化劑，但尚未結(jié)合推進(jìn)劑進(jìn)行研究。

高氯酸銨 及催化劑均對(duì)推進(jìn)劑燃速及壓力指數(shù)影響很大，調(diào)節(jié) 高氯酸銨 粒度分布是 高氯酸銨–CMDB 推進(jìn)劑及 NEPE 推進(jìn)劑燃速調(diào)節(jié)的主要途徑。通過與過渡金屬氧化物進(jìn)行復(fù)合處理后，二者接觸面積大幅增加，可加快過渡金屬離子與 高氯酸銨 分解產(chǎn)物形成絡(luò)合物的速率，降低反應(yīng)活化能，進(jìn)而加速 高氯酸銨分解，提高分解產(chǎn)物與推進(jìn)劑其他氣體產(chǎn)物的混合反應(yīng)速率。