Page 36 - 《含能材料》优秀论文（2019年）
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三 氢 化 铝 合 成 及 应 用 评 价 技 术 进 展                                                                     317

            文章编号：1006⁃9941（2019）04⁃0317⁃09

            三氢化铝合成及应用评价技术进展


                  1，2
                            1，2
            庞爱民 ，朱朝阳 ，徐星星            2
           （1. 航天化学动力技术重点实验室，湖北 襄阳 441003；2. 湖北航天化学技术研究所，湖北 襄阳 441003）

            摘  要： 三氢化铝（（AlH 3 ）含氢量高、燃烧产物分子量小、热分解温度相对较高，部分取代铝粉可显著提高固体推进剂能量水平，是

            一种理想的高能燃料。然而，AlH 3 产品的品质直接关系到固体推进剂的性能、合成方法的选择和优化关系产品批量提供能力，AlH 3
            易分解，从而影响推进剂的老化与储存，AlH 3 与固体推进剂其它组分的相容性也会对配方的安全性有所影响，以上问题都是 AlH 3 工
            程应用于固体推进剂急待解决的关键技术。本文对国内外 AlH 3 合成制备、热分解及稳定性、推进剂中的应用评价等方面的研究进
            展进行了总结，并对未来重点研究方向给出了展望。相关研究表明，以乙醚法合成作为主要制备途径可解决工程化放大的安全和质
            量控制问题，采用 AlH 3 的表面处理或包覆等技术途径，能大幅提高 AlH 3 在高能固体推进剂的实用化水平。
            关键词：三氢化铝；合成；固体推进剂；高能燃料；稳定性
            中图分类号：TJ55；V512                   文献标志码：A                                    DOI：10.11943/CJEM2019004







                                                                以提高固体推进剂的能量性能。
            1   引 言                                                  Thorne等 在2003年第34届国际含能材料年会上，
                                                                             ［3］
                                                                公布了俄罗斯合成并经过稳定化处理的 AlH 样品的物理
                                                                                                      3
                固体火箭发动机是各种先进战略、战术导弹的动
                                                                                      ［4］
                                                                化学性质，2005年 Gary等 又在 36届国际含能材料年会
            力系统，固体推进剂技术是固体火箭发动机的核心技
                                                                上 展 示 他 们 获 得 的 俄 罗 斯 合 成 的 AlH 样 品 ，获 得 的
            术和支撑技术，对提高导弹的投送能力及小型化能力                                                                 3
                                                                α⁃AlH 具有完整的晶体形貌，良好的储存稳定性和与推进
                                                                      3
            具有重要意义。在固体推进剂的各项性能中，高能量
                                                                剂常用组分的相容性。由于 AlH 样品的良好性能以及在
                                                                                            3
            性能一直是研究者追求的目标，也是推动固体推进剂
                                                                储氢材料方面表现出巨大的应用前景，AlH 的合成和应用
            更新换代的原动力。为提高固体推进剂的能量性能，                                                                 3
                                                                研究在 21世纪重新成为欧美新型含能材料研究的一个重
            研究者们一直致力于含能粘合剂与增塑剂、高能量密
                                                                点。美国 ATK Thiokol公司目前已经掌握了制备高纯度、
            度氧化剂和新型燃料的研制与使用。在新型燃料研制
                                                                高晶体质量 α⁃AlH 的技术，并进行了工艺放大，目前正在
            方面，1947 年，Finholt 利用 LiH 和 AlCl 在乙醚溶液                               3
                                ［1］
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                                                                进行其在推进剂和炸药配方中的应用研究。近十年来，国
            中反应首次制得 AlH ，目前共发现 α、α'、β、γ、δ、ε、ζ 七
                              3
                                                                                        3
            种 晶 型 ，其 中 α⁃AlH 最 为 稳 定 ，其 标 准 摩 尔 生 成 焓           内多家研究机构也对 α⁃AlH 的合成和应用进行了探索和
                              3
                                                                研究，取得了一定的成果，但是一种新型原材料从理论计
                                                 -1
                                                     -1
                           -1
            为-11.8 kJ·mol ，绝对熵为 30.0 kJ·mol ·℃ ，标准
                                                                算到实际应用还有很多工作需要开展，为此，本文介绍了
                                               -1
            生成摩尔吉布斯自由能为 45.4 kJ·mol ，相对分子质
                                                                AlH 的合成及在固体推进剂中的应用评价国内外技术动
                                                                    3
                                      -3
            量为 30.0，密度为 1.48 g·cm ，氢含量为 10.08%，储
                                                                态，总结了国内外研究机构在 AlH 合成研究、工程化放
                            -1
            氢密度为 148 g·L ，是液氢的两倍 。因 AlH 含氢量                                                   3
                                           ［2］
                                                     3
                                                                大、配方应用研制方面所取得的进展，并提出了未来含
            高、燃烧产物分子量小、热分解温度相对较高，自首次
                                                                AlH 高能推进剂的重点研究方向。
                                                                    3
            合成以来就被视为新一代固体推进剂的理想燃料，用
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            收稿日期：2018⁃12⁃26；修回日期：2019⁃01⁃30
            网络出版日期：2019⁃03⁃01                                   2.1
            作 者 简 介 ：庞 爱 民（1967-），男 ，研 究 员 ，主 要 从 事 固 体 推 进 剂 配 方    三氢化铝制备技术及进展
            研究。e⁃mail：ppam@tom.com                                   将 AlH 应用于固体推进剂中首先需要解决的问
                                                                           3
            引 用 本 文 ：庞 爱 民 ,朱 朝 阳 ,徐 星 星 . 三 氢 化 铝 合 成 及 应 用 评 价 技 术 进 展 [J]. 含 能 材 料 ,2019,27(4):317-325.
            PANG Ai‑min, ZHU Zhao‑yang, XU Xing‑xing. Recent Progresses on Synthesis and Evaluation of AlH 3 [J]. Chinese Journal of Energetic Materials（Hanneng
            Cailiao）,2019,27(4):317-325.
            CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS              含能材料                2019 年  第 27 卷  第 4 期 （317-325）
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