摘要
为了改善高氯酸铵（AP）的热分解性能、吸湿性能，提高纳米燃烧催化剂的分散性能，本文通过重结晶法制备了形貌和粒径可控的超细类球形AP，并将其与纳米CuO复合成类球形超细CuO@AP核壳粒子，最后将其应用于AP/HTPB复合固体推进剂。本文研究内容如下： 首先，采用溶剂-非溶剂重结晶法制备超细类球形 AP，探究各种因素对重结晶 AP形貌和粒径的影响，确定重结晶法制备超细类球形AP的最佳工艺为选择N-甲基吡咯烷酮（NMP）为溶剂，二氯甲烷为非溶剂，磁力搅拌速率为1000 rpm，滴加速率为1 mL/min，结晶温度为20℃，溶剂和非溶剂的体积比为1：10。然后测试其吸湿性能、热分解性能和感度性能。结果表明：超细类球形AP的高温分解峰温比原料AP提高4.89℃，热稳定性提高；吸湿率分别比原料AP和同粒度的超细AP降低20.59%和52.63%，吸湿性能得到改善；撞击感度比原料AP提高53.74%，比同粒度的超细AP降低62.51%，感度降低，安全性能提高。 其次，采用溶剂-非溶剂重结晶法将纳米CuO与AP复合成类球形超细CuO@AP核壳粒子，探究不同因素对CuO@AP 核壳粒子的影响，确定其最佳工艺条件为：搅拌速率为1000 rpm，滴加速率为1 mL/min，NMP和二氯甲烷的体积比为1：10和添加表面活性剂SDBS。测试其热分解性能与感度性能，并与CuO与超细AP的混合物（CuO/AP）做对比。结果表明：CuO@AP的高温分解峰温比CuO/AP降低19.27℃，反应速率常数提高1.19倍，催化性能提高，热分解反应加速；撞击感度比CuO/AP降低41.23%，感度降低，安全性能得到改善。 最后，分别将超细AP、超细类球形AP、CuO/AP混合物和CuO@AP核壳粒子应用于AP/HTPB固体推进剂，研究其热分解性能、感度性能和力学性能。结果表明：超细类球形 AP 推进剂的表观活化能低于超细 AP 推进剂 8.16%，速率常数增加 13.64%；CuO@AP推进剂的活化能低于CuO/AP推进剂23.63%，速率常数增加172.7%。说明超细类球形AP、CuO/AP和CuO@AP对AP/HTPB推进剂的热分解性能均有明显的改善，其中CuO@AP的催化效果明显优于CuO/AP。超细类球形AP推进剂的撞击感度比超细AP推进剂降低29.61%，断裂伸长率增加40.98%；CuO@AP推进剂的撞击感度比CuO/AP推进剂降低25.38%，断裂伸长率增加56.50%；说明超细类球形AP 推进剂的撞击感度和力学性能都优于超细 AP 推进剂；CuO@AP 推进剂的撞击感度和力学性能都优于CuO/AP推进剂。
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