燃烧催化剂与高氯酸铵复合处理

推进剂中催化剂含量较少，但对 高氯酸铵 与推进 剂燃烧性能影响很大，过渡金属化合物是推进剂 燃烧催化剂的重要品种。过渡金属是一类特殊金 属，可接受配位体孤对电子，具备电价易变的特 性，它们的原子和离子有形成络合物的倾向，由 于氧原子的强电负性，过渡金属氧化物的电子转 移能力得到加强，通常在参与催化反应时形成络 合物，降低反应活化能，是 高氯酸铵 催化热分解的主 要品种。

有学者制备了 CuO 为核、高氯酸铵 为壳的复 合粒子（高氯酸铵 质量分数 99%，CuO 约 1%），CuO/ 高氯酸铵 复合粒子低温热分解峰消失，高温峰提前至 357 ℃；以纳米 Fe 2O3 为核、高氯酸铵 为壳的纳米复合 粒子，使复合推进剂的燃速提高，压力指数降低， 将 Fe 2O3、Al 粉与 高氯酸铵 复合处理后，能进一步提 高推进剂的燃速 。 与单一金属氧化物相比，二元金属离子氧化 物由于相互掺合存在晶格缺陷，具有更多的电子 空穴，电子接受能力及电子转移能力得到加强， 对 高氯酸铵 热分解催化作用优于单一金属氧化物。

有学者制备了超细亚铬酸铜 /高氯酸铵 复合粒子， 高、低温热分解峰均大幅提前，应用于复合推进 剂中，使燃速提高 5 mm/s；也有的 制备了 3 种 金属复合物铁酸镍（NiFe 2O4 ）、铁酸钴（CoFe 2O4 ）、 铁酸铜（CuFe 2O4 ），对 高氯酸铵 热分解催化效果均优于 单一金属氧化物，以 CuFe 2O4 催化效果最好，CuFe 2O4/高氯酸铵 复合粒子高温分解峰提前至 297.5 ℃， 相比于纯 高氯酸铵，CuFe 2O4/高氯酸铵 分解活化能下降至 102.7 kJ/mol，下降近 40%，表观分解热由 486 J/ g 增加至 1 282 J/g，是对 高氯酸铵 高温热分解最为 有效的催化剂，但尚未结合推进剂进行研究。

高氯酸铵 及催化剂均对推进剂燃速及压力指数影响很大，调节 高氯酸铵 粒度分布是 高氯酸铵–CMDB 推进剂及 NEPE 推进剂燃速调节的主要途径。通过与过渡金属氧化物进行复合处理后，二者接触面积大幅增加，可加快过渡金属离子与 高氯酸铵 分解产物形成络合物的速率，降低反应活化能，进而加速 高氯酸铵分解，提高分解产物与推进剂其他气体产物的混合反应速率。