[發(fā)明專利]一種含硼基復(fù)合金屬粉的富燃料推進(jìn)劑

在審

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• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN108727146A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龐愛民;肖金武;陳濤;張先瑞;劉建紅;黃凌;李建華;王園園;王銳
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北航天化學(xué)技術(shù)研究所
• 主分類號: C06D5/06
• 分類號: C06D5/06;C06B23/00;C06B33/06;C06B33/12;C06B33/14
• 代理公司: 北京天盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11421
• 代理人: 周敏云

本發(fā)明涉及一種含硼基復(fù)合金屬粉的富燃料推進(jìn)劑，包括如下質(zhì)量配比的組分：燃料：30％～50％；氧化劑：25％～40％；粘合劑：15％～25％；性能調(diào)節(jié)劑：3％～10％，所述燃料包括核殼型結(jié)構(gòu)的硼基復(fù)合金屬粉。本發(fā)明通過將核殼結(jié)構(gòu)的硼基復(fù)合金屬粉作為高能燃料引入富燃料推進(jìn)劑配方中，解決了硼粉點(diǎn)火溫度高，燃燒效率低的問題，不但能提高富燃料推進(jìn)劑的燃燒性能和能量性能，還能改善工藝性能，可解決沖壓發(fā)動機(jī)對高性能富燃料推進(jìn)劑需求問題，應(yīng)用前景廣闊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及富燃料推進(jìn)劑領(lǐng)域，具體涉及一種含硼基復(fù)合金屬粉的富燃料推進(jìn)劑。

背景技術(shù)

固體火箭沖壓發(fā)動機(jī)有機(jī)地結(jié)合了固體火箭發(fā)動機(jī)和吸氣式發(fā)動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。與固體火箭發(fā)動機(jī)相比，由于利用空氣中的氧氣作氧化劑，大幅度提高了推進(jìn)劑的能量，比沖為固體火箭發(fā)動機(jī)的2～4倍；與吸氣式發(fā)動機(jī)相比，由于采用內(nèi)型面壓縮進(jìn)氣原理，省略了旋轉(zhuǎn)部件等復(fù)雜結(jié)構(gòu)，發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)得到簡化。因此，以固沖發(fā)動機(jī)為動力的導(dǎo)彈具有體積小、重量輕、射程遠(yuǎn)的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)全程有動力飛行，增強(qiáng)導(dǎo)彈的突防能力和末段攻擊能力。

固體火箭沖壓發(fā)動機(jī)使用固體富燃料推進(jìn)劑作為動力源，其中燃料含量達(dá)到30～50％，因此燃料性能是決定固體火箭沖壓發(fā)動機(jī)潛在優(yōu)異性能能否充分發(fā)揮的關(guān)鍵因素之一，含硼富燃料推進(jìn)劑具有很高的熱值，是固沖發(fā)動機(jī)的首選推進(jìn)劑。但是，由于硼粉本身的點(diǎn)火溫度較高(1900K)，且硼粉燃燒過程中產(chǎn)生粘性很強(qiáng)的硼氧化物(B₂O₃)覆蓋在硼粉表面，使得硼粉點(diǎn)火困難、難以充分燃燒，影響其在富燃料推進(jìn)劑中的實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種用于沖壓發(fā)動機(jī)的含硼基復(fù)合金屬粉的富燃料推進(jìn)劑，該推進(jìn)劑組合物以硼基復(fù)合金屬粉替代部分金屬燃料，解決了硼粉點(diǎn)火溫度高，燃燒效率低的問題，可以滿足先進(jìn)沖壓導(dǎo)彈對高性能富燃料推進(jìn)劑的需求，在不影響推進(jìn)劑綜合性能的前提下提高了推進(jìn)劑的工藝性能和燃燒性能。

本發(fā)明涉及如下技術(shù)方案：

一種含硼基復(fù)合金屬粉的富燃料推進(jìn)劑，包括如下質(zhì)量配比的組分：

燃料：30％～50％；

氧化劑：25％～40％；

粘合劑：15％～25％；

性能調(diào)節(jié)劑：3％～10％，

所述燃料包括硼基復(fù)合金屬粉，所述硼基復(fù)合金屬粉的復(fù)合方式是以硼為核心，以熔點(diǎn)低于硼的金屬為表層，低熔點(diǎn)金屬覆蓋于硼的表面，形成核殼型結(jié)構(gòu)的硼基復(fù)合金屬粉。

優(yōu)選地，所述硼基復(fù)合金屬粉的粒徑為0.2～1μm、1～4μm、4～10μm中的一種或組合。

優(yōu)選地，所述硼基復(fù)合金屬粉中硼的含量不低于70％(wt％)。

優(yōu)選地，所述熔點(diǎn)低于硼的金屬為鋁粉、鎂粉、鈦粉中的一種或組合。

優(yōu)選地，所述熔點(diǎn)低于硼的金屬熔點(diǎn)為600～1800℃，且在燃燒過程中不會形成粘稠狀氧化物的低熔點(diǎn)金屬，使得硼粉點(diǎn)火容易、充分燃燒。

優(yōu)選地，所述燃料還包括硼、鎂、鋁、鈦、碳化硼(B₄C)中的一種或組合。

優(yōu)選地，所述氧化劑為高氯酸銨、高氯酸鉀、硝酸銨、硝酸鉀、奧克托今、黑索金、三氨基胍硝酸鹽中的一種或組合。

優(yōu)選地，所述性能調(diào)節(jié)劑為三苯基鉍、硬脂酸甲酯、卵磷脂、壬酸異癸酯、己二酸二辛脂、檸檬酸酯、癸二酸二異辛酯、三[1-(2-甲基)氮丙啶基]氧化膦、三氟化硼三乙醇胺、氧化鐵、辛基二茂鐵、卡托辛、N,N-二苯基對苯二胺、N-苯基-2-萘胺、N-苯基-N-環(huán)己烷基對苯二胺、氟化鋰中的一種或組合。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：