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储氢材料在高能固体火箭推进剂中的应用

2015-01-09杨燕京赵凤起仪建华

火炸药学报 2015年2期

杨燕京,赵凤起,仪建华,罗 阳

(西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室,陕西西安710065)



储氢材料在高能固体火箭推进剂中的应用

杨燕京,赵凤起,仪建华,罗阳

(西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室,陕西西安710065)

摘要:系统介绍了金属氢化物、金属配位氢化物、金属氮氢化合物以及氨硼烷等储氢材料,在此基础上总结了储氢合金、轻金属氢化物和金属硼氢化合物在高能固体火箭推进剂领域的应用研究进展,指出上述储氢材料能够促进推进剂组分的分解,改善推进剂的燃烧性能并提高推进剂的能量性能;同时分析了各类储氢材料在高能固体推进剂中的应用前景和制约因素,提出金属氢化物和金属配位氢化物是可能应用于高能固体火箭推进剂的储氢材料;同时,需重点关注储氢材料对氧气和水的高敏感性以及与推进剂的相容性差等可能的制约因素。附参考文献37篇。

关键词:固体推进剂;储氢材料;推进剂燃烧;金属氢化物;金属配位氢化物;金属氮氢化合物;氨硼烷

引言

对于固体推进剂而言,提高能量水平始终是其发展的核心方向,其中,降低燃烧室内燃气的平均分子质量是一种提高推进剂比冲的有效方法。将H2引入固体推进剂的燃烧过程中可显著降低燃气的平均分子质量;此外,H2的燃烧能放出大量的能量。因此,将H2储存在推进剂组分中,使其在发动机工作时释放出并参与推进剂的燃烧,可以有效提高固体推进剂的能量水平[1]。

现有储氢技术主要包括高压气态储氢、低温液态储氢和固态储氢3大类[2]。其中,仅有固态储氢能够满足在固体推进剂中应用的要求。固态储氢技术指通过氢与固态材料之间的物理或化学作用,将氢储存在材料中的技术。根据氢与固态材料作用机理的不同,可以将固态储氢材料分为两类:物理吸附储氢材料和化学吸附储氢材料。物理吸附储氢材料,如碳纳米管、活性炭、金属有机框架化合物(MOFs)、自具微孔聚合物(PIMs)和沸石类化合物等,基于非极性的氢分子与吸附剂之间的色散力作用,其吸放氢工作需要在低温或常温高压下进行[3]。因此,此类储氢材料的放氢反应条件限制了其在固体推进剂中的应用。化学吸附储氢材料是通过氢与物质之间的化学反应或作用来储氢[4]。化学吸附储氢材料所涉及的物质范畴较广,包括金属氢化物、配位氢化物(铝氢化合物、硼氢化合物)、氮氢化合物、化学氢化物(氨硼烷以及相关的衍生物)等,它们的储氢特性主要由物质的物理化学性质以及吸放氢化学反应的热力学和动力学特征来决定。此类储氢材料具有储氢量大、性能可控等优点,在固体推进剂领域具有较好的应用前景。

本文从化学吸附储氢材料的分类出发,重点综述了不同化学吸附储氢材料在固体推进剂中的应用研究现状、发展方向以及应用前景。

1金属氢化物

1.1储氢合金氢化物

储氢合金主要由过渡金属元素组成,氢与其反应生成间隙型氢化物。组成储氢合金的金属元素按照与氢反应的特征不同,可以分为两大类;第一类主要是ⅠA-VB族元素,它们与氢的反应为放热反应(ΔH<0),能与氢形成稳定的氢化物,被称为放热型金属(以符号A表示),包括Ti、Zr、La、Mm(混合稀土)、Mg、Ca等;另一类主要是ⅥB-ⅧB族(Pd除外)过渡金属,它们与氢的亲和力较小,通常不形成氢化物,但氢很容易在其晶格中迁移;此类金属与氢的反应为吸热反应(ΔH>0),被称为吸热型金属(以符号B表示),包括Ni、Fe、Co、Mn、Cu和Al等。按照元素A与B比例的不同,可以将储氢合金分为AB5型(稀土系)、AB2型(锆系)、AB型(钛系)和A2B型(镁系)四类。其中,以LaNi5为代表的稀土系储氢合金具有良好的储氢热力学和动力学性能,但其储氢量普遍低于2%(质量分数,下同)。而以Mg2Ni为代表的镁系合金的储氢量则相对较高,可达3.6%。

目前,研究人员已将镁基合金氢化物应用于推进剂中,取得了一定的研究成果。研究发现,Mg2NiH4对推进剂常用氧化剂高氯酸铵(AP)的热分解有较好的催化作用,可以显著促进AP的低温热分解,并降低其高温热分解温度,增大表观分解热[5]。机理研究显示,Mg2NiH4热分解生成的H2、Mg和Ni能与AP的分解产物发生反应,从而促进其分解的进行[6]。刘磊力等[7]研究了镁铜合金储氢材料Mg2Cu-H对AP热分解过程的影响,发现其能显著促进AP的热分解,效果优于Mg2Cu;引入Mg2Cu-H后,AP的分解速率提高,高温热分解温度降低,表观分解热明显增大。进一步研究发现,Mg2NiH4和Mg2Cu-H等镁基储氢材料均可通过催化AP的分解降低AP/Al/HTPB复合推进剂的热分解温度,并增加其分解热,表现出较好的增强促进作用[8]。质量分数1.3%的Mg2NiH4和Mg2Cu-H可分别使AP/Al/HTPB复合推进剂的燃速提高3.5%和14.4%。此外,镁基合金氢化物对AP/Al/HTPB复合推进剂热分解的作用效果与其含氢量呈现正相关的关系。窦燕蒙等[9-10]研究了储氢合金氢化物对AP/HTPB推进剂燃烧的影响,发现储氢合金氢化物可提高推进剂有机组分在燃面处的燃烧效率,同时其分解放氢、H2的燃烧、良好的点火特性、高燃烧热以及高燃烧效率可以显著改善AP/HTPB推进剂的燃烧性能。

要实现储氢材料在推进剂中的应用,除考虑其对推进剂能量和燃烧性能的影响之外,还需考察储氢材料与推进剂各组分间的相容性以及对推进剂密度、特征信号、力学性能、贮存寿命等性能指标的影响。窦燕蒙等[11]考察了含Mg、Al、Ni、B、H等元素的合金氢化物的稳定性、密度、耗氧量和燃烧热等基本参数,发现其在干燥空气中具有良好的贮存稳定性,密度和耗氧量与Al相当,而燃烧热值高于Al,可用作推进剂的高能燃烧剂。刘晶如等[12]采用DSC研究了储氢合金氢化物燃烧剂与推进剂常用含能组分间的相容性,发现其与高氯酸铵(AP)、黑索今(RDX)、六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)、1/1-NG/DEGDN和硝化棉(NC)均相容,能够满足在推进剂中的应用。此外,研究人员还发现储氢合金氢化物对新型含能黏结剂聚叠氮缩水甘油醚(GAP)固化胶片性能有明显的改善作用,能降低GAP的固化活化能、提高凝胶分数、促进三维网络的形成并提高力学性能[13]。

目前,储氢合金氢化物在推进剂中的应用研究主要集中于储氢合金氢化物促进推进剂组分反应以及其分解产生的氢气在推进剂燃烧过程中所起作用等方面。相关成果已经证实,储氢合金氢化物对于复合推进剂的燃烧性能有较明显的增强促进作用。其实,与其他化学储氢材料相比,储氢合金氢化物的含氢量较低,从向推进剂燃烧过程中引入氢气的角度来说并非最优选择。但是,储氢合金氢化物所含元素范畴较广,其中锆(Zr)、铁(Fe)和铜(Cu)等过渡金属元素对推进剂的燃烧有一定的调节作用,可将其用作推进剂的燃烧催化剂。

1.2单一金属氢化物

在单一金属氢化物中,轻金属氢化物的含氢量较高。轻金属氢化物包括氢化锂(LiH)、氢化钠(NaH)、氢化镁(MgH2)、氢化钙(CaH2)和氢化铝(AlH3)等[14],储氢量在4.2%以上,其中LiH的储氢量可达12.7%,远高于储氢合金氢化物。显然,在向推进剂燃烧过程中引入H2方面,轻金属氢化物相比储氢合金氢化物有明显的优势。

AlH3是一种共价型的氢化物,储氢量高达10.1%;其有6种晶型,不同晶型的分解放氢温度有所不同。其中,α-AlH3是目前研究较深入的晶型,其放氢温度低于150℃,且与颗粒尺寸有关。在空气中,AlH3表面容易生成致密的Al2O3氧化膜,阻止了进一步氧化反应的发生,因此,可以在空气中对AlH3进行处理[15]。目前,AlH3已成功用于推进剂中。与传统推进剂相比,含AlH3推进剂的能量性能有大幅提高。如俄罗斯研制的AlH3/ADN体系高能推进剂的实测比冲已突破2940N·s/kg,是目前比冲最高的推进剂[16]。Deluca等[17]研究了含AlH3推进剂的物理化学特性以及弹道性能,发现用AlH3替代Al会导致推进剂燃烧温度下降及燃烧产物中CO2、OH和H2O等含量减少,从而减弱了喷喉烧蚀并提高了推进剂的比冲。Flynn等[18]将AlH3用于双基推进剂中,将推进剂的理论比冲提升至2874.34N·s/kg,实测比冲最高可达2675.4N·s/kg,表现出优异的性能。

MgH2是研究人员广泛关注的轻金属氢化物。MgH2的储氢量为7.7%,热稳定性高于AlH3,普通MgH2要在300℃以上才能分解放出H2[14]。刘磊力等[19]研究发现,MgH2对AP热分解的催化促进作用明显强于Mg,能显著降低AP的低温和高温分解温度,增大表观分解热。在AP/Al/HTPB复合推进剂中,MgH2通过催化AP的分解而降低推进剂的热分解温度,并增加其反应热,表现出明显的增强促进作用,质量分数1.3%的MgH2可以将推进剂的燃速提高13.9%[8]。姚淼等[20]研究了MgH2对RDX热分解特性的影响,发现MgH2使RDX分解的表观活化能由159.22kJ/mol降低至133.69kJ/mol,同时还能降低RDX的安定性。研究人员研究了MgH2在乳化炸药中的应用,发现MgH2和TiH2均能显著改善乳化炸药的爆炸性能[21-22],进一步证明金属氢化物在改善含能化合物的能量性能方面具有很大的潜力。

此外,研究人员通过理论计算考察了多种金属氢化物对推进剂能量性能的影响。李猛等[16]以含Al推进剂的标准比冲为基准,采用最小自由能原理对含金属氢化物的HTPB三组元和四组元复合推进剂进行了化学平衡计算,所涉及的单一金属氢化物包括AlH3、MgH2、TiH2、CaH2、ZrH2、SrH2、BaH2和CsH。研究发现,AlH3和MgH2对标准理论比冲的贡献均大于Al,而TiH2、CaH2、ZrH2、SrH2、BaH2和CsH的贡献小于Al。裴江峰等[23]研究了AlH3、MgH2、TiH2、ZrH2、BaH2和CsH对3,3-二叠氮甲基氧杂环丁烷(BAMO)与3-甲基-3-叠氮甲氧基氧杂环丁烷(AMMO)嵌段共聚物p(BAMO-AMMO)基推进剂能量特性的影响。在上述氢化物中,AlH3对推进剂能量的贡献最为明显,MgH2的增强促进效果弱于AlH3,而TiH2、ZrH2、BaH2和CsH则会降低推进剂的能量。

目前,学界对轻金属氢化物应用于推进剂的研究主要针对AlH3和MgH2,并取得一系列成果,其中AlH3被认为是高能推进剂用燃烧剂的重要发展方向。需要指出的是,AlH3是一种动力学稳定的氢化物,其分解放氢为弱放热反应[14],这意味着其在室温贮存过程中会发生缓慢分解,对推进剂的长贮稳定性不利。因此,这个问题需要更多的关注。

氢化物的含氢量与其对推进剂的能量贡献密切相关,高含氢量对于进一步改善推进剂的性能有明显效果。此外,从生产工艺的角度来说,氢化物的热稳定性也是能否应用于推进剂中的重要判据。若其热稳定性过低,则可能在生产加工过程中发生分解,存在安全隐患。与AlH3和MgH2相比,以LiH(含氢量12.5%)为代表的碱金属氢化物普遍具有更高的热稳定性和较高的储氢量,在推进剂领域具有很大的应用潜力。

2配位氢化物

金属硼氢化合物(M(BH4)n)和金属铝氢化合物(M(AlH4)n)两类配位氢化物是目前储氢领域的研究热点,均具有很高的含氢量和化学活性[4]。

2.1金属硼氢化合物及其氨络合物

金属硼氢化合物包括碱金属硼氢化合物、碱土金属硼氢化合物、过渡金属硼氢化合物、镧系金属硼氢化合物,錒系金属硼氢化合物等[4,24]。其中,硼氢化锂(LiBH4, 储氢量18.1%)、硼氢化钠(NaBH4, 储氢量11.8%)和硼氢化钾(KBH4, 储氢量8%)等碱金属硼氢化合物,硼氢化镁(Mg(BH4)2, 储氢量14.9%)和硼氢化钙(Ca(BH4)2, 储氢量12.9%)等碱土金属硼氢化合物以及硼氢化铝(Al(BH4)3, 19.7%)的组成金属元素为轻金属,统称为轻金属硼氢化合物,均具有很高的储氢量。显然,相比储氢合金氢化物,将轻金属硼氢化合物用于向推进剂燃烧过程中引入H2同样可以获得更好的效果。

在上述轻金属硼氢化合物中,Al(BH4)3在常温下为液体,热稳定性较低,分解易生成硼烷(B2H6),不适宜应用于推进剂中。除Al(BH4)3以外,其余轻金属硼氢化合物在室温下均为固体,热稳定性较好。其中,碱金属硼氢化合物的热稳定性优于碱土金属硼氢化合物。LiBH4和NaBH4的主要放氢温度均在400℃和450℃以上[25-26];而Mg(BH4)2和Ca(BH4)2的放氢则始于250℃和320℃[27-28]。从上述轻金属硼氢化合物的热稳定性及储氢量来看,它们在推进剂中具有较大的应用潜力。

然而,轻金属硼氢化合物在推进剂中的应用研究尚处于起步阶段,文献报道较少。贵大勇等[29]研究了NaBH4对Ba(NO3)2-RP-Mg燃烧型烟火剂(燃烧剂)体系的影响,发现添加NaBH4可以显著提高燃烧剂的热值;当NaBH4的质量分数为20%时,燃烧剂热值可以提高14.3%;此外,NaBH4还能降低燃烧剂的感度,提高燃烧剂的综合性能。

姚淼等[19]使用差示扫描量热法(DSC)研究了Mg(BH4)2与RDX间的相互作用,发现加入Mg(BH4)2使得RDX热分解的表观活化能和指前因子均增大,其中表观活化能从159.22kJ/mol增加到180.27kJ/mol,说明含有Mg(BH4)2的RDX安定性增加,显示出Mg(BH4)2和RDX间良好的相容性。

轻金属硼氢化合物的分解放氢过程是吸热反应,在对能量释放要求很高的推进剂应用领域是不利的。若使用氨(NH3)基团与轻金属硼氢化合物络合形成金属硼氢化合物氨合物,可以有效调节物质在放氢过程中的热量变化。目前已报道的轻金属硼氢化合物的氨合物主要有LiBH4·xNH3(x=1、2、3、4),Mg(BH4)2·xNH3(x=1、2、3、6)和Al(BH4)3·xNH3(x=2、3、4、5、6)等[30]。上述轻金属硼氢化合物氨合物在保持了相应金属硼氢化合物高储氢量的同时,放氢过程变为放热反应,可进一步提高推进剂的能量性能。

轻金属硼氢化合物及其氨络合物具备很高的含氢量,有望作为推进剂中性能优良的氢产生剂;然而,此类化合物也具有较强的还原性,这意味着其与推进剂中的氧化性成分之间很可能存在相容性问题。目前,关于轻金属硼氢化合物及其氨络合物与推进剂其他成分间的相容性研究较少。因此,亟需对LiBH4、NaBH4、KBH4、Mg(BH4)2和Ca(BH4)2等轻金属硼氢化合物及其氨络合物与常见推进剂组分间的相互作用进行深入研究。

2.2金属铝氢化合物

常见的金属铝氢化合物主要为轻金属铝氢化合物,包括铝氢化锂(LiAlH4, 储氢量10.5%)、铝氢化钠(NaAlH4, 储氢量7.4%)、铝氢化钾(KAlH4, 储氢量5.7%)、铝氢化镁(Mg(AlH4)2, 储氢量9.3%)和铝氢化钙(Ca(AlH4)2, 储氢量7.8%)等[4]。

轻金属铝氢化合物的热稳定性一般低于相应的硼氢化合物,可以在更低的温度下分解并放出氢气。LiAlH4大约在110℃熔化,随后分解生成Li3AlH6和LiH并放出H2,该放氢过程为放热反应,其产物在更高温度能继续分解放出氢气,整个放氢过程大约在400℃结束[31]。NaAlH4的放氢温度稍高于LiAlH4,放氢开始于160℃左右,为吸热反应[32]。KAlH4的热稳定性明显高于LiAlH4和NaAlH4,其分解放氢反应温度要在300℃以上,同样伴随着吸热效应[33]。碱土金属铝氢化合物Mg(AlH4)2的起始放氢温度约为115℃,分解放氢反应为弱放热反应[34];Ca(AlH4)2的起始放氢温度约为170℃,热稳定性高于Mg(AlH4)2[35]。此外,上述两种碱土金属铝氢化合物的放氢行为特征与碱金属铝氢化合物明显不同。

关于金属铝氢化合物在推进剂中的应用研究尚未见报道,但研究人员通过化学平衡计算的方式考察了它们对推进剂能量性能的影响。李猛等[16]研究了LiAlH4和Mg(AlH4)2对HTPB三组元和四组元复合推进剂能量性能的影响,发现这两种金属铝氢化合物对标准理论比冲的贡献均大于Al,同时存在能量特性参数的最优值;其中LiAlH4的效果优于Mg(AlH4)2。裴江峰等[23]计算了上述两种铝氢化合物对p(BAMO-AMMO)基推进剂能量性能的影响,所获得的规律与HTPB复合推进剂的类似,二者替代Al后均能提高推进剂的能量水平。

上述研究结果表明,高储氢量的金属铝氢化合物用作推进剂中的氢产生剂,可显著提高推进剂的能量水平。然而,与金属硼氢化合物相似,金属铝氢化合物也具有较强的还原性。因此,在金属铝氢化合物用于推进剂的研究方面,同样需要系统深入地认识金属铝氢化合物与其他推进剂成分间的相互作用。此外,金属铝氢化合物LiAlH4和M(AlH4)2的热稳定性较低,在100℃左右即可能发生分解放氢,与现有某些推进剂的加工成型工艺匹配较差,可能导致生成过程中的安全隐患;需通过成分调变、衍生物合成等方法提高其热稳定性,以满足实用要求。

3金属氮氢化合物、氨硼烷及其衍生物

3.1金属氮氢化合物

金属氮氢化合物一般包括金属胺基化合物(-NH2)和金属亚胺基化合物(-NH),常见金属胺基化合物有胺基锂(LiNH2,储氢量9.7%)、胺基钠(NaNH2,储氢量5.1%)、胺基钾(KNH2,储氢量3.6%)、胺基镁(Mg(NH2)2,储氢量7.1%)和胺基钙(Ca(NH2)2,储氢量5.6%)等[4]。尽管上述轻金属胺基化合物具有较高的储氢量,但不能单独作为储氢材料,而仅能与金属氢化物形成复合储氢体系,如Mg(NH2)2-2LiH、LiNH2-LiH和Mg(NH2)2-2NaH等,这是因为轻金属胺基化合物在热分解过程中生成氨气。轻金属胺基化合物的这一热分解特征意味着其不适宜用于向推进剂燃烧过程中引入氢气。此外,虽然金属胺基化合物-金属氢化物储氢体系具备较优良的放氢热力学和动力学性能,但其放氢过程源于金属胺基化合物和金属氢化物之间的反应;若将其应用于推进剂中,由于固相反应动力学的限制,在推进剂燃烧条件下,金属胺基化合物不易与金属氢化物反应放出氢气,而容易发生分解并放出氨气。因此,与金属氢化物、金属硼氢化合物和金属铝氢化合物相比,金属胺基化合物在推进剂中的应用潜力相对较小。

3.2氨硼烷

氨硼烷(NH3BH3)具有极高的储氢量(19.6%),是近年来储氢材料领域最大的研究热点之一。氨硼烷在常温下是无毒固体,在空气和水中相对稳定,这主要得益于其分子晶体内部正氢-负氢相互作用形成的双氢键网络。NH3BH3的分解放氢反应分为三步进行,主要放氢过程分别发生在约110℃、150℃和500℃以上,其中,第一步放氢过程为放热反应[36],起始温度低于100℃。NH3BH3分解放氢反应的热力学特征对于其在推进剂中的应用是很有利的,放氢时放出的热量可以促进推进剂的燃烧并提高燃烧温度。然而,NH3BH3的热稳定性偏低,可能在推进剂的加工成型过程中发生分解,存在一定的安全隐患。

金属氨硼烷是利用金属取代-NH3基团上的H后所得到的氨硼烷衍生物,同样具有很高的储氢量,是一类重要的储氢材料。金属氨硼烷化合物包括锂氨硼烷(LiNH2BH3,储氢量13.7%)、钠氨硼烷(NaNH2BH3,储氢量9.5%)、钾氨硼烷(KNH2BH3,储氢量7.3%)和钙氨硼烷(Ca(NH2BH3)2,储氢量10.1%)等[37]。尽管金属氨硼烷也具有很高的含氢量,但其热稳定性低于氨硼烷,在目前的推进剂加工工艺中难以应用。

氨硼烷和金属氨硼烷化合物都具有很高的储氢量,放氢过程伴随着热量的释放,这两个特点对其在推进剂中的应用都是有利的。然而,此类化合物的热稳定性较低,与目前的推进剂加工成型工艺不吻合。此外,氨硼烷和金属氨硼烷化合物都具有一定的还原性,因此它们与推进剂主要成分间的相容性问题值得重点关注。

4结束语

近年来,储氢材料在推进剂中的应用获得了广泛的关注,取得了一系列重要进展。AlH3用作高能推进剂的燃烧剂已接近实用化,MgH2和储氢合金氢化物也在改善推进剂燃烧特性和提高推进剂能量水平方面有优异的表现。与AlH3、MgH2和合金氢化物相比,碱金属氢化物、配位氢化物和氨硼烷等新型储氢材料具有更高的含氢量,在推进剂中可能有更广阔的应用前景。对于新型高容量储氢材料,含氢量、热稳定性、与推进剂的相容性是衡量其在推进剂中应用潜力的重要指标。碱金属氢化物、轻金属硼氢化合物和铝氢化合物等配位氢化物具有高储氢量和适中的热稳定性,有望应用于推进剂中。氨硼烷及其衍生物的含氢量很高,但热稳定性过低,需先进行改性处理以提高其热稳定性。金属氮氢化合物则因其热分解放氨特征而难以在推进剂中应用。此外,上述高容量储氢材料均不同程度地对氧和水敏感,对其实用化有一定影响。

储氢材料在推进剂中应用的研究重点为:(1)深入探讨储氢材料应用于推进剂领域的基础科学问题,例如储氢材料与推进剂常见组分之间的相互作用以及在推进剂燃烧条件下的分解机理等;(2)对储氢材料进行改性处理,以使其满足推进剂对其含氢量、热稳定性、相容性以及对氧/水敏感度的要求;(3)系统考察储氢材料对于推进剂燃烧特性、能量水平、长贮稳定性和力学性能等的影响。

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Applications of Hydrogen-storage Materials in High-energy Solid Rocket Propellants

YANG Yan-jing, ZHAO Feng-qi, YI Jian-hua, LUO Yang

(Science and Technology on Combustion and Explosion Laboratory, Xi′an Modern Chemistry

Research Institute, Xi′an 710065, China)

Abstract:The hydrogen-storage materials including the metal hydrides, metal complex hydrides, metal amides/imides and ammonia borane, were systematically introduced. Based on this, the research progress on the utilization of hydrogen-storage alloys, light metal hydrides and metal borohydrides in high-energy solid rocket propellants was summerized. It is pointed out that the above-metioned hydrogen-storage materials can promote the decomposition of components of propellants, improve its combustion properties and enhance its energy performances. Moreover, the prospects and limitations of applications of all kinds hydrogen-storage materials in high-energy solid rocket propellants were analyzed. It is proposed that metal hydrides and metal complex hydrides are promising candidates as additives in high-energy solid rocket propellant. Much attention should be paid to the possible limitations that hamper the utilization of hydrogen-storage materials in propellants, such as the high sensitivity of hydrogen-storage materials to oxygen and moisture and their potentially poor compatibility with the present propellants, with 37 references.

Keywords:solid propellant; hydrogen-storage materials; propellant combustion; metal hydrides; metal complex hydrides; metal amides/imides; ammonia borane

通讯作者:赵凤起(1963-),男,研究员,博士,研究方向为固体推进剂及含能材料。

作者简介:杨燕京(1987-),男,博士,研究方向为固体推进剂及储氢材料。

基金项目:国家自然科学基金(No.21173163)

收稿日期:2014-11-10;修回日期:2014-12-20

中图分类号:TJ55; V512

文献标志码:A

文章编号:1007-7812(2015)02-0008-07

DOI:10.14077/j.issn.1007-7812.2015.02.002