纳米金属粉用于固体推进剂的研究进展

０ 引 言
为 了提 高 固体 推进剂 的能量 ， 通常 在 固体推 进剂
中加 入 金 属 粉 。而 纳 米 金 属 粉 是 指 颗 粒 尺 寸 为 纳 米
粉， 对推 进剂燃 速 的影 响 ， 现 当铝 粉 粒径 尺 寸分 别 发 为 ３ ｍ和 ５ ｍ 时 ， ０ ０ 燃速 没有 明显变 化 ， 同样含 量 铝粉， 粒径 变为 １ ｍ 时 ， 速 显著 提 高 。 由于纳 米 ７ｎ 燃
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摘 要 ： 介绍了纳米金属粉的表面效应、 小尺寸效应 、 量子尺寸效应和宏观量子 隧道效应 ， 并对纳米金属粉 的
制 备 方 法 做 了叙 述 。综 述 了纳米了 在应 用 中需 解 决 的 问 题 。 并
关 键 词 ： 固体 推 进 剂 ； 米金 属 粉 ； 备 纳 制 中 图分 类 号 ： Ｔ ３ ３ Ｂ ８ 文 献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： １ ７ ７ ４ （ ０ ０ １ ０ ２ ０ ＤＯＩ１ ． ４ ４ ｊｉ ｎ １７ ７ ４ ． ０ ０ １． ０ ６ ２— ６ ９ ２ １ ） ２— ０ ８— ２ ：０ ３ ０ ／．ｓ ．６ ２— ６ ９ ２ １． ２ ０ ７ ｓ
第３ ２卷 第 ｌ ２期 ２１ ０ ０年 １ ２月
舰
船
科
学
技
术
Ｖｏ ． ２， Ｎｏ １ １３ ． ２ Ｄｅ ．，２ ０ ｃ ０１
Ｓ Ｐ Ｓ ＥＮＣＥ ＨＩ ＣＩ ＡＮＤ ＴＥＣＨ ＮＯＬＯＧＹ
纳 米 金属 粉 用于 固体推 进 剂 的研 究 进 展
赤 晶 晶
（ 国船 舶 重 工 集 团公 司 第 七 一 八 研 究 所 ， 北 邯 郸 ０ ６ ２ ） 中 河 ５ ０ ７
随着粒 子尺寸 减少而 大 幅度 地增 加 ， 粒子 的表 面能及 表 面张 力也 随着增加 ， 从而 引起纳 米粒子 性质变 化 的 现 象 。由于纳 米粒 子 的表 面 原子 数 增 多 ， 不 稳 定 ， 极
本 文 叙 述 了 纳 米 金 属 粉 的 特 性 和 制 备 方 法 ， 展 并 望 了其 在 固 体 推 进 剂 中 的 发 展 前 景 。
量级 （ ～１０ ａ 的超细 粒子 材料 ， 粒 径处 于 原子 １ ０ ｍ） 其
簇和 体相之 间 ， 具有 表面效 应 、 尺寸效 应 、 小 量子 尺寸
Ａｂｓｒ ｃ ： ｔａ ｔ
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效应 、 宏观量 子隧道 效 应 等 ， 由此 产 生 出与 传 统 固体 材料 不同 的许 多特殊 性质 ， 有优 良的物 理和化 学性 具
能 ， 为 燃 料 广 泛 应 用 于 固 体 推 进 剂 中 。 国 内 外 作
对纳米 金属粉 在 固体 推 进剂 中应 用研 究 的 重点 主 要 集 中在 纳米铝 粉 、 纳米 镍 粉 、 纳米 镁 粉 等 。采 用 铝 粉
铝 粉 比表 面积大 ， 面极 易 氧化 ， 表 降低 了活性铝含 量 ， 导致 推进 剂 燃 烧 热 值 下 降。Ｐ Ｅ Ｂ ｃｎｇａ等 采 ． ． ｏａ ｅｒ
用 Ｎ 包 覆纳米 Ａ 的方 法 ， 高 了推进 剂 中活性 铝 含 ｉ １ 提 量 ， 大 了推进剂 的燃烧 热值 。 增
１ 纳 米 金 属 粉 的特 性
１ １ 表 面 效 应 ． 表 面 效 应 是 指 纳 米 粒 子 表 面 原 子 与 总 原 子 之 比
可提高推 进剂 的能量 和燃烧稳 定性 ； 用镁 粉可提 高 采 火 药 的能 量和改 善点火 性能 ； 采用镍粉 可提 高推进 剂
的燃 速 ， 降低 临界 压 力 。因此 ， 并 纳米 金 属粉 在 推进 剂 中 的应用 对推进 剂 性 能 的改 善起 着 非 常重 要 的作 用 。纳米金 属粉在 固体推 进剂 中的应用 ， 已成 为 国内