含硝化石墨烯(NGO)的纳米复合含能材料制备及性能研究
西南科技大学硕士学位论文第VI页
目录
1绪论 (1)
1.1固体推进剂的概述 (1)
1.1.1固体推进剂的发展 (1)
1.1.2固体推进剂的分类 (2)
1.2固体推进剂的能量组分 (3)
1.2.1高能氧化剂 (4)
1.2.2含能粘结剂 (5)
1.2.3含能增塑剂 (6)
1.2.4燃烧催化剂 (7)
1.3碳材料燃烧催化剂在固体推进剂中的研究现状 (7)
1.3.1富勒烯 (8)
1.3.2碳纳米管 (9)
1.3.3氧化石墨烯 (10)
1.4论文选题目的意义、主要内容及创新点 (12)
1.4.1论文选题目的及意义 (12)
1.4.2论文主要内容 (12)
1.4.3论文创新点 (12)
2硝化石墨烯的制备与表征 (13)
2.1引言 (13)
2.2实验 (13)
2.2.1主要原料试剂及仪器 (13)
2.2.2硝化石墨烯的制备 (14)
2.2.3硝化石墨烯的表征 (14)
2.3结果与讨论 (15)
2.3.1结构分析 (15)
2.3.2形貌分析 (18)
2.4本章小结 (20)
3NGO/NC纳米复合材料的制备与表征 (21)
西南科技大学硕士学位论文第VII页
3.1引言 (21)
3.2实验 (21)
3.2.1主要原料试剂及仪器 (21)
3.2.2NGO/NC纳米复合含能材料的制备 (22)
3.2.3NGO/NC纳米复合含能材料的表征 (22)
3.3结果与讨论 (23)
3.3.1NGO/NC纳米复合含能材料的结构分析 (23)
3.3.2NGO/NC纳米复合含能材料的形貌分析 (24)
3.3.3NGO/NC纳米复合含能材料的热性能分析 (25)
3.4本章小结 (30)
4NGO/RDX纳米复合含能材料 (31)
4.1引言 (31)
4.2实验 (31)
4.2.1主要原料试剂及仪器 (31)
4.2.2NGO/RDX纳米复合含能材料的制备 (32)
4.2.3NGO/RDX纳米复合含能材料的表征 (32)
4.3结果与讨论 (32)
4.3.1NGO/RDX纳米复合含能材料的结构分析 (32)
4.3.2NGO/RDX纳米复合含能材料的形貌分析 (33)
4.3.3NGO/RDX纳米复合含能材料的热性能分析 (34)
4.4本章小结 (39)
5NGO/HMX纳米复合含能材料 (40)
5.1引言 (40)
5.2实验 (40)
5.2.1主要原料试剂及仪器 (40)
5.2.2NGO/HMX纳米复合含能材料的制备 (41)
5.2.3NGO/HMX纳米复合含能材料的表征 (41)
5.3结果与讨论 (41)
5.3.1NGO/HMX纳米复合含能材料的结构分析 (41)
5.3.2NGO/HMX纳米复合含能材料的形貌分析 (42)
5.3.3NGO/HMX纳米复合含能材料的热性能分析 (43)
西南科技大学硕士学位论文第VIII页5.4本章小结 (48)
结论 (49)
致谢 (50)
参考文献 (51)
攻读学位期间发表的学术论文及研究成果 (63)
西南科技大学硕士学位论文第1页
1 绪论
1.1 固体推进剂的概述
由于固体火箭发动机的结构简单、维护方便，且可靠程度高、存储时间长、安全性高、发射准备时间短等一系列优点，广泛应用于军事方面，因此在当前的各种火箭和导弹中，固体火箭发动机拥有重要的地位。其中，固体火箭发动机在军事战术战略火箭和导弹中的使用更为广泛，各国的战术战略火箭和导弹几乎全部都使用了固体火箭发动机[1, 2]。
固体推进剂用其化学反应所放出的热能作为固体火箭发动机的能量来源[3]。固体推进剂是以一定的装填结构与固体火箭发动机紧密的联合在一起，构成其中的一个关键组分，固体推进剂各种性能的好坏将明显关系到战略火箭及导弹的作战和生存能力[4]。
当前固体推进剂的发展趋势为：（1）高能、低机械感度感、低特征信号、低易损性、低成本和低污染的固体推进剂；（2）不断更新固体推进剂的配方和设计思路，使其能量等性能显著提高，改善各性能；（3）通过战术、战略武器和宇航的交叉、互补促进产生新品种的固体推进剂，实现能量优化的目的；（4）进一步提高固体推进剂的精度、环境适应性、可靠性及安全性[5-8]。其中，改善固体推进剂的能量水平从始至终都是其所追寻的研究目标[7]。
1.1.1固体推进剂的发展
由木炭、硫磺和硝酸钾混合成的黑火药是我国四大发明之一，它的出现对推动社会文明、科学技术和军事武器的发展起到了巨大作用。在公元969年，宋朝人民使用黑火药造出了当时世界上第一枚火箭，随后几年这种火箭首次被作为武器，在战争中出现[9]。几个世纪后，黑火药传入到西亚和欧洲国家。Henri Braconnot在1832年制备了硝化纤维素（NC），开启了火药革命。1846年，Ascanio Sobrero制备了硝化甘油（NG）。NC及NG的研制及大规模化的生产在固体推进剂的历史中具有开创性意义。19世纪末，Alfred Nobel 将NG增塑纤维素制得了双基发射药，这种发射药主要用于枪炮发射药直至第二次世界大战前期。
20世纪三十年代，前苏联率先以双基推进剂用作武器火箭装药。随后几年，美国制备出第一代复合推进剂—沥青和高氯酸铵（AP）组成的复合推进剂，成功地为固体推进剂开拓了崭新的途径。随后，美国又开发了Al粉、聚