2．2 纳米金属在推进剂中的应用
为了提高固体推进剂的能量，通常在固体推进剂中加入金属粉(尤其是铝粉)。国内外对纳米金属粉在固体推进剂中应用研究的重点主要集中于纳米铝粉、纳米镍粉、纳米铜粉、纳米镁粉等。采用铅粉可提高推进剂的能量和燃烧稳定性；采用镁粉可提高火药的能量和改善其点火性能；采用镍粉可提高推进剂的燃速并降低临界压力，因此，纳米金属粉在固体推进剂中的应用对推进剂性能的改善起着非常重要的作用。
纳米金属粉是由金属丝(或箔)在惰性气体(如Ar)中用电爆炸方法制成。俄罗斯首先探索了含超细铝粉(SAl．商品名A1ex)推进剂的燃烧特性，并对含A1ex的复合推进剂进行了试验。A1ex的应用会提高炸药的反应速率，因为普通铝粉反应较慢；A1ex还可用于高燃速固体火箭推进剂。含铝复合推进剂在固体发动机里燃烧时，铝熔联凝聚成铝凝滴，这些铝凝滴在发动机中通常不能完全燃烧，导致性能损失，因此在推进剂配方中添加A1ex很有意。
0．C．glotov等对七种推进剂(含AP、HMX、20％的含能粘合剂和不同比例的普通铝粉与A1ex)的燃烧性能进行了研究，结果表明，在固体推进剂中用Alex取代部分普通铝粉，可以非常有效地提高燃速，减少粒子凝聚，促使铝粉完全燃烧。而在含有HMX的固体推进剂中用A1ex取代部分普通铝粉，则效果更加明显。V．N5imonenko等对六种推进剂(含HMX和不同比例的普通铝粉与A1ex)的燃烧性能进行了研究，结果表明，用A1ex代替部分普通铝粉会增加振荡频率并降低振幅，缓解燃速振荡，效果最明显的是简单的基于含能粘合剂和AP的配方中，而用A1ex完全取代普通铝粉的推进剂在压强升高时的燃烧性能不稳定，这可能是因为推进剂中A1ex局部分散不均匀，引起的非均匀燃烧所致。Ivanov等认为，含A1ex的推进剂比含常规铝粉推进剂的燃速提高5—20倍。普通铝粉含量(质量分数，下同)高于40％时已不能完全燃烧，而含42％—75％的Alex则以极高燃速燃烧。含A1ex的AP基推进剂的燃气非常洁净，基本上没有残余物，而含普通铝粉的AP基推进剂有大量的凝聚相粒子和表面残余物。Mench认为，以A1ex取代了经推进剂中常规铝粉后的燃烧特性，不仅能提高推进剂的能量，而且能明显提高含铝固体推进剂的燃速和降低燃速压强指数。对两种类型的含铝固体推进剂(推进剂A含18％普通铝粉，平均粒径30Pm；推进剂B含9％普通铝粉和9％A1ex，平均粒径180nm)进行了测试，比较了推进剂A和B在初温25C和—32C下的燃速，结果表明，推进剂B的燃速明显高于推进剂A，在推进剂配方中用A1ex部分取代普通铝粉，能在较宽的初温和压力范围内，显著地提高推进剂的燃速。
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