低特征信号推进剂研究进展

从高能氧化剂、含能粘合剂、含能催化剂等主要方面综述了国内外低特征信号推进剂研究的最新进展，主要介绍了CL—20、ADN及GAP型低特征信号推进剂的研究和应用，并描述了高氮化合物在低特征信号推进剂方面的应用。     

ADN推进剂国外研究进展

作为一种有望替代固体推进剂中传统氧化剂高氯酸铵(AP)的高能且不含卤素的新型氧化剂,二硝酰胺铵(AND)不仅能提高推进剂的能量、降低其特征信号,且其燃烧产物对环境友好;因此,ADN在多种类型推进剂中的应用研究自其被合成之日起就一直受到广泛关注。简要综述了国外在ADN高能钝感、低特征信号固体推进剂,凝胶推进剂及液体单组元推进剂中的研究状况。     

ADN推进剂的研究发展

二硝酰胺铵(ADN)是一种能量高、且不含卤素的新型氧化剂,用其取代固体推进剂中广泛使用的高氯酸铵(AP)或者硝酸铵,能大幅度地提高推进剂的能量,降低特征信号和减少环境污染,所以被认为是下一代低特征信号推进剂的候选氧化剂之一.重点介绍了国外在ADN推进剂研究领域取得的进展.     

富燃推进剂的研制现状及展望

分析了固体火箭冲压发动机对富燃料推进剂的要求，重点介绍了国内外镁铝、碳氢燃料和含硼富燃料推进剂应用及研究现状，提出了高性能富燃料推进剂研制中急需解决的关键技术和技术途径，并根据冲压发动机的特点，指出今后应开展能量可控的膏状富燃料推进剂、高能GAP／ADN／B推进剂和低特征信号富燃料推进剂的研制。     

富燃料推进剂的研制现状及展望

分析了固体火箭冲压发动机对富燃料推进剂的要求, 重点介绍了国内外镁铝、碳氢燃料和含硼富燃料推进剂应用及研究现状, 提出了高性能富燃料推进剂研制中急需解决的关键技术和技术途径, 并根据冲压发动机的特点, 指出今后应开展能量可控的膏状富燃料推进剂、高能GAP/ADN/B推进剂和低特征信号富燃料推进剂的研制.     

国外含ADN或HNF的高能复合推进剂

二硝酰胺铵(ADN)和硝仿肼(HNF)是两种新型氧化剂,它们与固体推进剂常用的氧化剂AP相比具有能量贡献更大(比冲大3～10s)、燃烧产物低特征信号、无污染等特点.ADN在推进剂中应用的技术关键是球形化和提高化学安定性.实验证明,以ADN为基的推进剂在工艺上可行;燃烧稳定,燃速较高,在6～55MPa压力范围内n=0.68;化学安定性和相容性满足要求,故ADN将是21世纪首选的AP替代物.荷兰人近年在HNF的合成改进和纯度的提高方面取得很大进展,很大程度上克服了HNF安定性和相容性差的缺点,可以用复合推进剂的常用工艺制造出HTPB/HNF推进剂样品,并测出基本性能,但力学和长贮性能尚有待改进.     

国外低特征信号推进剂应用研究及发展趋势

综述了国外在低特征信号推进剂应用研究方面所取得的进展，列举了国外采用低特征信号推进剂的主要战略、战术导弹型号，指出了未来固体推进剂技术的主要发展趋势。     

ADN高能固体推进剂的吸湿性

采用平衡器、高效液相色谱、水接触角和机械感度等方法研究ADN及改性ADN基高能固体推进剂的吸湿规律和感度特性。研究结果表明,ADN基高能固体推进剂样品具有较强的吸湿性,25 ℃,相对湿度75%下吸湿72 h后,增重率达9%,且样品表面出现大量含ADN的液滴;而改性ADN基高能固体推进剂的吸湿性显著降低,增重率仅为0.3%,无液滴出现,主要原因是改性ADN与水的接触角显著增加,由改性前8°增加至78°,降低了ADN与空气中水分子的吸附作用。改性ADN基高能固体推进剂的撞击感度和摩擦感度明显改善,临界撞击能由改性前8.1 J提高至14.3 J,摩擦感度由60%降低至32%,这为ADN在固体推进剂中的应用奠定了一定的基础。     

环境友好型固体推进剂研究

介绍了几种主要的环境友好型固体推进剂,主要包括AN推进剂、HNF推进剂、ADN推进剂、无铅双基推进剂、TPE推进剂和含HCl清除剂的复合推进剂等。在环境友好型固体推进剂的发展中,除了应大力开展ADN,HNF,CL-20等新型高能氧化剂的应用研究工作外,还需关注具有环境友好特性的固体推进剂新型加工工艺和配方技术的研究。     

HTPB/ADN推进剂反应气孔产生机理研究

为揭示HTPB／ADN／AP／Al推进剂产生气孔的原因，制备了一系列含ADN和TEA、T-313、MAPO、HX-752等键合剂的推进剂样品，试验确定与ADN反应产生气孔的组分，并通过DSC／TG-IR／MS联用仪分析了产生气孔的反应机理。结果表明，含固化剂TDI、IPDI和醇胺类键合剂TEA、T-313的推进剂样品不产生气孔，而含氮丙啶类键合剂MAPO、HX-752的样品固化后均出现气孔。DSC法证实MAPO与ADN产生强烈的作用，使ADN的主要放热分解峰温度降低99．7℃。在50℃，MAPO与ADN混合物（质量比1：1）加热2h的过程形成了气体产物：N2O、NO2，并通过质谱检测到其存在。分析认为，推进剂中氮丙啶类键合剂促使了ADN的分解，形成反应气孔。     

碳酸铅催化二硝酰胺铵的燃烧特性和热分解行为研究

通过燃速测定、差示扫描量热法（DSC）和热失重法（TG）研究了碳酸铅（PbCO3）对二硝酰胺铵（ADN）热分解和燃烧性能的影响。在3～12MPa范围内，ADN＋5％ PbCO3＋0．2％石蜡的燃速高于ADN＋0．2％石蜡，PbCO3使ADN＋0．2％石蜡的麦撤燃烧特性消失。TG和DSC分析表明，PbCO3可以降低ADN的初始热分解温度；ADN＋5％ PbCO3与纯ADN相同失重时对应两者的温度之差随质量损失增加而减小。动力学分析显示，加入5％PbCO3后，ADN热分解表观活化能降低。分析认为，ADN＋5％PbCO3＋0．2％石蜡和ADN＋0．2％石蜡燃烧特性与其表面的ADN熔化层的特征存在关联。     

量气法研究ADN与(NC+NG)的相互作用

用 NBK型"拉瓦"量气测试系统研究了较高温度下二硝酰胺铵(ADN)与双基吸收药(NC NG)体系的相互作用,从动力学角度阐述了二者的相互作用.结果表明: ADN与(NC NG)混合物加热分解的最终放气量在标准状态下为626.8 mL·g-1,与ADN和(NC NG)最大放气量之和相比并没有增加,但分解速度显著提高,活化能显著降低至82.58 kJ·mol-1,ADN与(NC NG)之间存在强烈的相互作用.     

GAP/BPS交联体包覆球形ADN颗粒

为了克服二硝酰胺铵(ADN)和异氰酸酯类固化剂不相容的问题,以聚叠氮缩水甘油醚(GAP)/丁二酸二丙炔醇酯(BPS)交联体为包覆材料,通过1,3-偶极加成环化反应对球形ADN颗粒进行了交联固化包覆研究。采用扫描电镜能谱仪(EDS)和动态吸湿性分析法分析了ADN包覆后的表面元素组成和吸湿性,结果表明,与GAP/六亚甲基二异氰酸酯缩二脲固化剂(N-100)交联体相比,GAP/BPS交联体不仅与ADN相容性较好,还可获得较好的包覆效果,包覆后ADN的饱和吸湿率仅为0.78%。     

聚氨酯黏合剂包覆球形ADN的性能研究

为降低球形二硝酰胺铵(ADN)的吸湿性,采用聚氨酯黏合剂对其进行包覆。用扫描电镜(SEM)和称重法分析了包覆后ADN的表面形貌和吸湿性,结果表明,聚氨酯黏合剂在ADN表面形成絮状的包覆膜,使包覆后ADN的吸湿率明显小于包覆前ADN,在相对湿度60%以下,包覆后ADN在空气中暴露30天时吸湿率仅0.136%,吸湿率不随时间增加。热分析和机械感度测试表明,聚氨酯黏合剂对ADN的熔点、分解峰温、分解热焓的影响较小,但使ADN的机械感度增加,包覆前后ADN的摩擦感度分别为30%和60%,撞击感度(H50)分别为30.5cm和27.8cm。     

ADN的热分解及其推进剂燃烧研究的最新进展

综述了近年来国外有关ＡＤＮ热分解及其推进剂燃烧研究的最新成果。重点分析了ＡＤＮ热分解机理、安定性和燃烧机理,讨论了ＡＤＮ的应用前景。     

球形ADN日光光解特性研究

为研究光解对二硝酰胺铵(ADN)宏观光解储存寿命、纯度和感度的影响,进行了固相ADN日光光分解试验。通过IR分析检测了ADN的光解变化趋势,通过液相色谱分析了ADN的纯度和宏观光解储存寿命。结果表明光解产物为AN,ADN在日光照射下宏观储存寿命为756.2天;ADN光解后颗粒形状仍呈球形,摩擦感度和撞击感度均降低。因此,ADN光照后纯度降低,但由于光解形成的AN球形晶粒包覆在ADN颗粒表面,ADN的热分解受到抑制。     

ADN/GUDN 双氧化剂对NEPE 固体推进剂燃烧性能的影响（英）

设计并制备了含N?脒基脲二硝酰胺盐（GUDN）和二硝酰胺铵（ADN）的硝酸酯增塑聚醚（ NEPE）固体推进剂样品,测试了推进剂的燃烧性能（燃速和压强指数）、燃烧火焰结构和燃烧波温度分布,并与不含GUDN和ADN的推进剂性能进行对比。结果表明,GUDN/ADN 双氧化剂对NEPE推进剂的燃烧性能有明显的影响,推进剂配方中添加ADN可提高推进剂的燃速和压强指数,含15%、20%和22.5%的ADN替换高氯酸铵（AP）可使推进剂在7.0MPa 下的燃速提高25.30%、36.76%和47.69%,GUDN使推进剂在7.0MPa下的燃速降低18.97% ,而压强指数在1~15MPa提高12.04%,而且在不同压力下含双氧化剂的NEPE推进剂的燃烧火焰结构呈多火焰结构,而且火焰的亮度随着压强的增大而变亮。     

二硝酰胺盐的放大合成工艺及性能表征

为安全、高效地制备二硝酰胺盐产品,以氨基磺酸铵作为前体,经硝硫混酸低温硝化,该反应液与含脒基脲的惰性溶液进行中和反应得到N-脒基脲二硝酰胺盐(FOX-12),再经离子交换反应制得二硝酰胺钾(KDN)和二硝酰胺铵(ADN)。用元素分析、红外、密度、DSC和感度测试进行了FOX-12、KDN和ADN的的表征和性能测试。结果表明,实验过程中水解温度稳定在30~45℃,实现了FOX-12、KDN和ADN的合成工艺放大。表征数据与文献值一致。粗品纯度均大于98%;FOX-12、KDN和ADN的熔点分别为212,128,92℃。FOX-12、KDN的感度低于RDX,ADN的感度与RDX相当。