CN109081766A - 一种Al-NaF复合燃料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种Al‑NaF复合燃料及其制备方法和应用,属于推进剂制备技术领域。将微米级的Al粉和NaF按一定的比例投入到行星式球磨机的球磨罐中,不锈钢磨球的重量按球料比确定,惰性气体保护下保持一定的转速进行球磨,球磨完毕后需要在手套箱内开罐加入惰性稳定溶剂,在室温空气中缓慢挥发,以完成燃料的自然钝化,待溶剂挥发晾干后在烘箱中烘干得到的固体即为微纳结构Al‑NaF复合燃料。使用微纳结构Al‑NaF复合燃料取代铝粉进行推进剂成药实验,得到含微纳结构Al‑NaF复合燃料推进剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种Al-NaF复合燃料及其制备方法和应用,属于推进剂制备技术领域。
背景技术
现代复合固体推进剂的主要成分通常包括粘合剂、增塑剂、高能添加剂、氧化剂、金属燃料、固化剂和其他功能助剂。其中金属燃料的主要作用是提高推进剂的燃烧热。从理论上说Be、Mg、Al、B、Li等金属都是优良的金属燃料,但是Be的毒性太大,B难以燃烧,Mg的着火点低但热值相对也低。综合性能而言,Al因高密度、低耗氧量和高燃烧焓的优点,对提高固体推进剂比冲有显著作用,另外因其原材料丰富、成本低,Al作为金属燃料广泛应用于各种固体推进剂中。但铝粉作为固体导弹的金属燃料也有一定的缺点,主要表现为铝粉的熔点低、着火点高,因此铝粉在燃烧之前首先会熔化,导致铝粉颗粒相互凝结形成大的凝结相,并导致铝粉燃烧不完全。大的凝结相在火箭发动机内流动,会降低周围燃气的流速,形成火箭发动机的两相流损失,会使铝粉能量与理论计算值相比损失10%以上。
发明内容
本发明的技术解决问题是:克服现有技术的不足,提出一种Al-NaF复合燃料及其制备方法和应用。
本发明的技术解决方案是:
一种Al-NaF复合燃料,该复合燃料的组份包括Al粉和NaF,以复合燃料的总质量为100%计算,NaF的质量含量为1%-10%;
NaF以纳米形态均匀分布在Al粉的表面和内部。
一种Al-NaF复合燃料的制备方法,该方法的步骤包括:
(1)将Al粉和NaF进行高能球磨,得到混合物;
(2)球磨结束后使用钝化剂对步骤(1)得到的混合物进行钝化处理;
(3)将钝化后的产物取出,晾干,烘干,过筛,得到Al-NaF复合燃料。
所述的步骤(1)中,以Al粉和NaF的总质量为100%计算,NaF的质量含量为1%-10%;Al粉为微米级颗粒或亚毫米级颗粒,NaF为微米级颗粒;进行球磨时使用行星式球磨机;进行球磨时球磨罐中球料比(质量比)为6-20:1,球是指不锈钢磨球,料是指Al粉和NaF的混合物;进行球磨时使用惰性气体进行保护;球磨时转速为250-400转/min,球磨方式为一直球磨或球磨3-5min停30s,球磨时间为6-12h;
所述的步骤(2)中,加入钝化剂时需要将球磨罐放置到手套箱中冷却至室温后,然后将混合物使用钝化剂进行钝化处理,钝化处理过程中钝化剂缓慢挥发,在这过程中完成了Al-NaF混合物的自然钝化;钝化剂的加入量为至少浸没Al-NaF混合物,一般为Al-NaF混合物质量的2-5倍;钝化剂为正己烷或环己烷,且正己烷或环己烷经过二苯甲酮作指示剂,除水剂除水严格蒸馏获得;
所述的步骤(3)中,烘干是在烘箱中进行,过筛后得到的Al-NaF复合燃料为微纳结构,过筛时筛子孔径为150-250μm。
一种含Al-NaF复合燃料的复合固体推进剂,该复合固体推进剂包括氧化剂、粘合剂、增塑剂、Al-NaF复合燃料和助剂;
以复合固体推进剂的总质量为100%计算,复合固体推进剂中的各组分的质量百分含量为:
氧化剂:40%~80%
粘合剂:5~20%
增塑剂:3%~25%
Al-NaF复合燃料:5%~20%
助剂:3%~8%。
优选含量为:
氧化剂:50%~70%,
粘合剂:7%~15%,
增塑剂:3%~20%,
Al-NaF复合燃料:15%~20%,
助剂:3%~5%。
所述的氧化剂为高氯酸铵、二硝酰氨铵、黑索今、奥克托今、六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)中的一种或两种以上的混合物;
所述的粘合剂为端羟基聚丁二烯、聚乙二醇、聚缩水叠氮甘油醚、聚3,3-双叠氮甲基氧丁环、PET、PEG中的一种;
所述的增塑剂为癸二酸二异辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、硝酸酯、TMETN、A3中的一种;
所述的助剂为卵磷脂、三[1,-(2-甲基氮丙啶)]氧化膦、醇胺络合物、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、N,N-二苯基对苯二胺、炭黑、氧化铁、铬酸铅、辛基二茂铁、MAPO、CaCO3、CaF2中的一种或两种以上的混合物。
一种含Al-NaF复合燃料的复合固体推进剂的制备方法,该方法的步骤包括:
(1)将粘合剂、氧化剂、增塑剂、Al-NaF复合燃料和助剂加入到混合机中,搅拌混合制得浆料;
(2)将步骤(1)制得的浆料进行浇注,浇注完成后保温固化,得到含Al-NaF复合燃料的复合固体推进剂;
所述的步骤(1)中,混合温度为室温,混合时间为60-120min;
所述步骤(2)中,浇注为真空浇注,浇注温度为室温,固化温度为50-70℃,固化时间为5-7天。
有益效果
(1)本发明为了改善铝粉在推进剂中的燃烧性能,促进铝粉的燃烧效率,本发明提供了一种微钠结构Al-NaF复合燃料的制备方法及其在推进剂中的应用。该方法制备的复合燃料在结构和形态上有如下特点:在复合材料重量比90%以上的Al在形态上为微米级,添加剂NaF在形态上为纳米级别。NaF是在球磨的作用下以纳米形态“嵌入”在Al粉基体,均匀分布在Al粉的表面和内部。该方法选用的NaF会在燃烧过程中,改善铝粉的低温氧化性能,降低其点火点,提高铝粉的能量的发挥。本发明提供的制备方法,使用高能球磨法,制备工艺简单,成本低廉,产品的稳定性好,有成熟的工业级设备可以进行产量的扩大。
(2)本发明使用高能球磨机制备微钠结构Al-NaF复合燃料,工艺简单,适宜放大,能够实现批量性制备,本发明制备的Al-NaF微钠结构的复合金属燃料能够提高铝粉的低温氧化性能,降低因铝粉燃烧带来的两相流损失,提高铝粉能量发挥;
(3)本发明公开了一种Al-NaF复合燃料的制备方法,所述方法步骤如下:分别往行星式球磨机的球磨罐中内加入一定量的的铝粉和添加剂NaF,按照一定的球料比和工艺参数进行高能球磨;在手套箱内打开球磨罐,放置一定时间后,加入一定量的有机溶剂,并自然风干,实现材料的钝化;将固体粉末使用一定目数的筛子筛分,筛下物即为所需样品,得到本发明制备的Al-NaF微钠结构的复合燃料。
(4)本发明制备的Al-NaF复合燃料可作为固体火箭推进剂用金属燃料替代铝粉使用,可以起到降低铝粉着火点,提高铝粉的低温氧化性能,降低火箭喷管的两相流损失的作用。本发明使用高能球磨的方法制备Al-NaF复合燃料工艺简单,设备成熟,在固体推进剂中有着广泛的应用前景。由于NaF良好的分散特性,在制备过程中无需添加分散剂硬脂酸,既保证无多余物引入,又减少了有机溶剂清洗的步骤,简化了操作,最重要的是,NaF的添加同样显著改善铝粉的低温氧化性能,达到提高铝粉燃烧效率的目的。从这种Al-NaF的复合燃料DSC-TG热性能分析来看,在较低温的氧化阶段(<1000℃)能够迅速氧化放出大量的热,一方面是由于NaF的引入破坏了铝粉表面的致密氧化层Al2O3,同时生成的AlF3沸点远低于Al2O3,极易升华,进一步破坏铝粉表面的致密氧化层Al2O3,有利于氧化反应的迅速进行,达到改善铝粉燃烧性能的目的。本发明使用高能球磨机设备简单,适宜放大,工艺灵活,利用本发明的制备方法可稳定高效的生产Al-NaF的复合燃料,在固体推进剂中有着广泛的应用前景。
(5)一种利用高能球磨原理制备微钠结构Al-NaF复合燃料的方法,将微米级的Al粉和NaF按一定的比例投入到行星式球磨机的球磨罐中,不锈钢磨球的重量按球料比确定,惰性气体保护下保持一定的转速进行球磨,球磨完毕后需要在手套箱内开罐加入惰性稳定溶剂,在室温空气中缓慢挥发,以完成燃料的自然钝化,待溶剂挥发晾干后在烘箱中烘干得到的固体即为微纳结构Al-NaF复合燃料。使用微纳结构Al-NaF复合燃料取代铝粉进行推进剂成药实验,得到含微纳结构Al-NaF复合燃料推进剂。
附图说明
图1微纳结构Al-NaF(NaF含量10%)复合燃料表面形貌图(SEM);
图2微纳结构Al-NaF(NaF含量10%)复合燃料表面Na元素分布图(EDS);
图3微纳结构Al-NaF(NaF含量10%)复合燃料表面F元素分布图(EDS);
图4普通球形铝粉(球Ⅰ)的TG-DSC曲线;
图5微纳结构Al-NaF(NaF含量10%)复合燃料的TG-DSC曲线;
图6微纳结构Al-NaF(NaF含量3%)复合燃料的TG-DSC曲线;
图7微纳结构Al-NaF(NaF含量1%)复合燃料的TG-DSC曲线。
具体实施方式
一种Al-NaF复合燃料,该复合燃料的组份包括Al粉和NaF,以复合燃料的总质量为100%计算,NaF的质量含量为1%-10%;
NaF以纳米形态均匀分布在Al粉的表面和内部。
一种Al-NaF复合燃料的制备方法,该方法的步骤包括:
(1)将Al粉和NaF进行高能球磨,得到混合物;
(2)球磨结束后使用钝化剂对步骤(1)得到的混合物进行钝化处理;
(3)将钝化后的产物取出,晾干,烘干,过筛,得到Al-NaF复合燃料。
所述的步骤(1)中,以Al粉和NaF的总质量为100%计算,NaF的质量含量为1%-10%;Al粉为微米级颗粒或亚毫米级颗粒,NaF为微米级颗粒;进行球磨时使用行星式球磨机;进行球磨时球磨罐中球料比(质量比)为6-20:1,球是指不锈钢磨球,料是指Al粉和NaF的混合物;进行球磨时使用惰性气体进行保护;球磨时转速为250-400转/min,球磨方式为一直球磨或球磨3-5min停30s,球磨时间为6-12h;
所述的步骤(2)中,加入钝化剂时需要将球磨罐放置到手套箱中冷却至室温后,然后将混合物使用钝化剂进行钝化处理,钝化处理过程中钝化剂缓慢挥发,在这过程中完成了Al-NaF混合物的自然钝化;钝化剂的加入量为至少浸没Al-NaF混合物,一般为Al-NaF混合物质量的2-5倍;钝化剂为正己烷或环己烷,且正己烷或环己烷经过二苯甲酮作指示剂,除水剂除水严格蒸馏获得;
所述的步骤(3)中,烘干是在烘箱中进行,过筛后得到的Al-NaF复合燃料为微纳结构,过筛时筛子孔径为150-250μm。
一种含Al-NaF复合燃料的复合固体推进剂,该复合固体推进剂包括氧化剂、粘合剂、增塑剂、Al-NaF复合燃料和助剂;
以复合固体推进剂的总质量为100%计算,复合固体推进剂中的各组分的质量百分含量为:
氧化剂:40%~80%
粘合剂:5~20%
增塑剂:3%~25%
Al-NaF复合燃料:5%~20%
助剂:3%~8%。
优选含量为:
氧化剂:50%~70%,
粘合剂:7%~15%,
增塑剂:3%~20%,
Al-NaF复合燃料:15%~20%,
助剂:3%~5%。
所述的氧化剂为高氯酸铵、二硝酰氨铵、黑索今、奥克托今、六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)中的一种或两种以上的混合物;
所述的粘合剂为端羟基聚丁二烯、聚乙二醇、聚缩水叠氮甘油醚、聚3,3-双叠氮甲基氧丁环、PET、PEG中的一种;
所述的增塑剂为癸二酸二异辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、硝酸酯、TMETN、A3中的一种;
所述的助剂为卵磷脂、三[1,-(2-甲基氮丙啶)]氧化膦、醇胺络合物、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、N,N-二苯基对苯二胺、炭黑、氧化铁、铬酸铅、辛基二茂铁、MAPO、CaCO3、CaF2中的一种或两种以上的混合物。
一种含Al-NaF复合燃料的复合固体推进剂的制备方法,该方法的步骤包括:
(1)将粘合剂、氧化剂、增塑剂、Al-NaF复合燃料和助剂加入到混合机中,搅拌混合制得浆料;
(2)将步骤(1)制得的浆料进行浇注,浇注完成后保温固化,得到含Al-NaF复合燃料的复合固体推进剂;
所述的步骤(1)中,混合温度为室温,混合时间为60-120min;
所述步骤(2)中,浇注为真空浇注,浇注温度为室温,固化温度为50-70℃,固化时间为5-7天。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
将36克20-50μm铝粉和4克NaF加入到250ml不锈钢球磨罐中,然后向球磨罐加入320克不锈钢磨球,将球磨罐带盖后充入氮气,固定在行星式高能球磨机内,设定工艺参数:转速300转/分钟,工作时间8个小时,球磨方式为球磨5分钟,停30秒,开启球磨机进行高能球磨。
球磨结束后,在手套箱内开盖冷却至室温,然后将球磨好的复合铝粉转移至500ml烧杯中,加入约150ml环己烷并充分搅拌。将烧杯转移至通风橱内放置,直至环已烷缓慢挥发完全后得到固体粉末,将固体粉末在烘箱中烘干,然后使用150μm孔径筛子筛分,得到38.5克筛下物即为微钠结构Al-NaF(NaF含量10%)复合燃料。
对得到的微钠结构Al-NaF(NaF含量10%)复合燃料进行表面形貌及表面元素测试,如图1-3所示。由图1中Al-NaF(NaF含量10%)复合燃料表面形貌图可知,Al-NaF复合燃料为微米级层片状颗粒。图2为Al-NaF复合燃料表面Na元素分布图,由图可知Na元素在复合燃料表面以纳米尺度分布。图3为Al-NaF复合燃料表面F元素分布图,由图可知F元素在复合燃料表面同样以纳米尺度分布。综上所述,Al-NaF复合燃料为微米级层片状颗粒,在颗粒表面NaF以纳米尺度均匀分布,破坏了原铝粉表面致密的氧化层,提高了铝粉氧化性能。
对得到的微钠结构Al-NaF(NaF含量10%)复合燃料与普通球形铝粉对比进行热流热重分析,如图4-5所示。图4为普通球形铝粉的TG-DSC曲线图,图5为Al-NaF(NaF含量10%)复合燃料的TG-DSC曲线图。由图4可知,普通的球形铝粉在800℃以内增重缓慢,增重量不足4%,且仅有微量的放热,这是由于球形铝粉表面有一层致密的氧化膜,阻止了铝粉的氧化。当温度达到950-1050℃之间,氧化膜发生部分破裂,铝粉进一步开始氧化,氧化增重为7.55%,放热峰值1026.6℃,放热量达到859.4J/g,从增重曲线可以看出放热峰值后1026.6℃以后增重放缓,且仅增重7.55%,说明铝粉在此温度段仅发生了部分氧化,表面致密的氧化膜只发生部分破裂,仍然继续阻止铝粉进一步的氧化。由图5可知,Al-NaF复合燃料在1200℃以内则存在两个明显的氧化增重过程。第一氧化阶段发生在670-800℃之间,放热峰值712.5℃,放热量达到746.3J/g,该阶段增重5.05%。第二氧化阶段发生在900-1050℃之间,放热峰值提前至934.66℃和980.9℃,放热量明显提高达到3163J/g,且增重明显达到16.88%。可以看出,Al-NaF复合燃料与普通球形铝粉相比,首先增加了670-800℃之间的第一氧化阶段,提高了铝粉低温下的氧化,其次,第二氧化阶段(900-1050℃之间)氧化峰温较普通铝粉提前,利于铝粉氧化,同时放热量和氧化增重数倍增加,说明Al-NaF复合燃料在该阶段氧化速率显著提高。因此,Al-NaF复合燃料在较低温度下具有较优的氧化性能。
使用上述的燃料制备推进剂,配方如下:
(1)含Al-NaF复合燃料的复合固体推进剂的制备及组成
将氧化剂、粘合剂、增塑剂、Al-NaF复合燃料、助剂加入到混合机中搅拌混合,混合时间为60min,制得料浆;将料浆真空喷淋浇注到模具中或浇注到发动机中,然后保温固化,固化温度为60℃,固化时间为6天。
含Al-NaF复合燃料的复合固体推进剂的组成(质量百分比):氧化剂为AP,以该复合固体推进剂的总质量为100%计算,其中AP质量含量为69%,Al-NaF复合燃料的质量含量为18%,粘合剂为端羟基聚丁二烯,粘合剂的质量含量为8%,增塑剂为癸二酸二异辛酯,增塑剂的质量含量为3.5%,助剂为碳酸钙和MAPO,其中碳酸钙质量含量为0.5%,MAPO质量含量为1%。
(2)含Al-NaF复合燃料的复合固体推进剂的成药性能
得到的含Al-NaF复合燃料的复合固体推进剂药块,药块致密,说明Al-NaF复合燃料可以在端羟基聚丁二烯复合固体推进剂体系中应用并成药。
实施例2
将38.8克300-500μm铝粉和1.2克NaF加入到250ml锈钢球磨罐中,向球磨罐加入约400克不锈钢磨球,将球磨罐带盖后充入氮气,固定在行星式高能球磨机内,设定工艺参数:转速400转/分钟,工作时间12个小时,球磨方式为一直运转。开启球磨机进行高能球磨。
球磨结束后,在手套箱内开盖冷却至室温,然后将球磨好的复合燃料转移至500ml烧杯中,加入约200ml正己烷并充分搅拌。将烧杯转移至通风橱内放置,直至正已烷缓慢挥发完全。固体粉末烘干后,使用200um孔径筛子筛分,得到的38.7克筛下物即为微钠结构Al-NaF(NaF含量3%)复合燃料。
对得到的微钠结构Al-NaF(NaF含量3%)复合燃料进行热流热重分析,如图6所示。从图6微钠结构Al-NaF(NaF含量3%)复合燃料的TG-DSC曲线图可以看出,在低温阶段(600-700℃),复合燃料发生第一阶段氧化,增重达到10.72%,在较高温度阶段(800-1000℃),复合燃料发生第二阶段氧化,氧化迅速并大量放热,增重达到64.93%。与普通球形铝粉相比,Al-NaF(NaF含量3%)复合燃料在较低温度下氧化速率明显提高,氧化性能显著改善。
使用上述的燃料制备推进剂,配方如下:
(1)含Al-NaF复合燃料的复合固体推进剂的制备及组成
将氧化剂、粘合剂、增塑剂、Al-NaF复合燃料、助剂加入到混合机中搅拌混合,混合时间为60min,制得料浆;将料浆真空喷淋浇注到模具中或浇注到发动机中,然后保温固化,固化温度为50℃,固化时间为7天。
含Al-NaF复合燃料的复合固体推进剂的组成(质量百分比):氧化剂为AP和HMX的混合物,以该复合固体推进剂的总质量为100%计算,其中AP质量含量为25%,HMX的质量含量为25%,Al-NaF复合燃料的质量含量为18%,粘合剂为叠氮甘油聚醚,粘合剂的质量含量为10%,增塑剂为硝酸酯,增塑剂的质量含量为18%,助剂为氧化铁、铬酸铅和邻苯二甲酸二丁酯,其中氧化铁质量含量为1%,铬酸铅质量含量为1%,邻苯二甲酸二丁酯质量含量为2%。
(2)含Al-NaF复合燃料的复合固体推进剂的成药性能及爆热测试
得到的含Al-NaF复合燃料的复合固体推进剂药块,药块致密,说明Al-NaF复合燃料可在NEPE复合固体推进剂中使用并成药。并对复合固体推进剂进行爆热测试,测试方法采用航天标准QJ1359-1988复合固体推进剂爆热测试方法恒温法,测试结果为6001.3J/g,与未采用Al-NaF复合燃料取代的基本配方的爆热值基本相当,说明少量NaF的引入虽然稍微降低了复合燃料中的活性铝含量,但是其优异的低温氧化性能在实际应用中,能够降低因铝粉燃烧不完全带来的两相流损失,提高铝粉能量的发挥。
实施例3
将39.6克300-500μm铝粉和0.4克NaF加入到250ml锈钢球磨罐中,向球磨罐加入约500克不锈钢磨球,将球磨罐带盖后充入氮气,固定在行星式高能球磨机内,设定工艺参数:转速350转/分钟,工作时间10个小时,球磨方式为一直运转。开启球磨机进行高能球磨。
球磨结束后,在手套箱内开盖冷却至室温,然后将球磨好的复合燃料转移至500ml烧杯中,加入约200ml正己烷并充分搅拌。将烧杯转移至通风橱内放置,直至正已烷缓慢挥发完全。固体粉末烘干后,使用200um孔径筛子筛分,得到的38.7克筛下物即为微钠结构Al-NaF(NaF含量1%)复合燃料。
对得到的微钠结构Al-NaF(NaF含量1%)复合燃料进行热流热重分析,如图7所示。从图7微钠结构Al-NaF(NaF含量1%)复合燃料的TG-DSC曲线图可以看出,在低温阶段(600-800℃),复合燃料发生第一阶段氧化,增重达到5.9%,在较高温度阶段(800-1200℃),复合燃料发生第二阶段氧化,氧化迅速并大量放热,增重达到12.37%。与普通球形铝粉相比,Al-NaF(NaF含量1%)复合燃料在较低温度下氧化性能得到改善。
Claims (13)
1.一种Al-NaF复合燃料,其特征在于:该复合燃料的组份包括Al粉和NaF,以复合燃料的总质量为100%计算,NaF的质量含量为1%-10%。
2.根据权利要求1所述的一种Al-NaF复合燃料,其特征在于:NaF以纳米形态均匀分布在Al粉的表面和内部。
3.一种Al-NaF复合燃料的制备方法,其特征在于该方法的步骤包括:
(1)将Al粉和NaF进行高能球磨,得到混合物;
(2)使用钝化剂对步骤(1)得到的混合物进行钝化处理;
(3)将钝化后的产物取出,晾干,烘干,过筛,得到Al-NaF复合燃料。
4.根据权利要求3所述的一种Al-NaF复合燃料的制备方法,其特征在于:所述的步骤(1)中,以Al粉和NaF的总质量为100%计算,NaF的质量含量为1%-10%;Al粉为微米级颗粒或亚毫米级颗粒,NaF为微米级颗粒;进行球磨时使用行星式球磨机;进行球磨时球磨罐中球料比为6-20:1,进行球磨时使用惰性气体进行保护;球磨时转速为250-400转/min,球磨方式为一直球磨或球磨3-5min停30s,球磨时间为6-12h。
5.根据权利要求3所述的一种Al-NaF复合燃料的制备方法,其特征在于:所述的步骤(2)中,加入钝化剂时需要将球磨罐放置到手套箱中冷却至室温后,然后将混合物使用钝化剂进行钝化处理,钝化处理过程中钝化剂挥发,在这过程中完成了Al-NaF混合物的自然钝化;钝化剂的加入量为至少浸没Al-NaF混合物,钝化剂为正己烷或环己烷,且正己烷或环己烷经过二苯甲酮作指示剂,除水剂除水严格蒸馏获得。
6.根据权利要求5所述的一种Al-NaF复合燃料的制备方法,其特征在于:钝化剂的加入量为Al-NaF混合物质量的2-5倍。
7.根据权利要求3所述的一种Al-NaF复合燃料的制备方法,其特征在于:所述的步骤(3)中,烘干是在烘箱中进行,过筛后得到的Al-NaF复合燃料为微纳结构,过筛时筛子孔径为150-250μm。
8.一种含Al-NaF复合燃料的复合固体推进剂,其特征在于:该复合固体推进剂包括氧化剂、粘合剂、增塑剂、Al-NaF复合燃料和助剂;
以复合固体推进剂的总质量为100%计算,复合固体推进剂中的各组分的质量百分含量为:
氧化剂:40%~80%
粘合剂:5~20%
增塑剂:3%~25%
Al-NaF复合燃料:5%~20%
助剂:3%~8%。
9.根据权利要求8所述的一种含Al-NaF复合燃料的复合固体推进剂,其特征在于:以复合固体推进剂的总质量为100%计算,复合固体推进剂中的各组分的质量百分含量为:
氧化剂:50%~70%,
粘合剂:7%~15%,
增塑剂:3%~20%,
Al-NaF复合燃料:15%~20%,
助剂:3%~5%。
10.根据权利要求8或9所述的一种含Al-NaF复合燃料的复合固体推进剂,其特征在于:所述的氧化剂为高氯酸铵、二硝酰氨铵、黑索今、奥克托今、六硝基六氮杂异伍兹烷中的一种或两种以上的混合物;
所述的粘合剂为端羟基聚丁二烯、聚乙二醇、聚缩水叠氮甘油醚、聚3,3-双叠氮甲基氧丁环、PET、PEG中的一种;
所述的增塑剂为癸二酸二异辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、硝酸酯、TMETN、A3中的一种;
所述的助剂为卵磷脂、三[1,-(2-甲基氮丙啶)]氧化膦、醇胺络合物、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、N,N-二苯基对苯二胺、炭黑、氧化铁、铬酸铅、辛基二茂铁、MAPO、CaCO3、CaF2中的一种或两种以上的混合物;
所述的Al-NaF复合燃料为权利要求1-2中任一所述的Al-NaF复合燃料。
11.根据权利要求10所述的一种含Al-NaF复合燃料的复合固体推进剂,其特征在于:所述的Al-NaF复合燃料为采用权利要求3-7任一所述的方法制备的Al-NaF复合燃料。
12.一种权利要求8-11中任一所述的含Al-NaF复合燃料的复合固体推进剂的制备方法,其特征在于该方法的步骤包括:
(1)将粘合剂、氧化剂、增塑剂、Al-NaF复合燃料和助剂加入到混合机中,搅拌混合制得浆料;
(2)将步骤(1)制得的浆料进行浇注,浇注完成后保温固化,得到含Al-NaF复合燃料的复合固体推进剂。
13.根据权利要求12所述的一种含Al-NaF复合燃料的复合固体推进剂的制备方法,其特征在于:所述的步骤(1)中,混合温度为室温,混合时间为60-120min;所述步骤(2)中,浇注为真空浇注,浇注温度为室温,固化温度为50-70℃,固化时间为5-7天。
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