[发明专利]一种含硼基复合金属粉的富燃料推进剂

说明书

本发明涉及一种含硼基复合金属粉的富燃料推进剂，包括如下质量配比的组分：燃料：30％～50％；氧化剂：25％～40％；粘合剂：15％～25％；性能调节剂：3％～10％，所述燃料包括核壳型结构的硼基复合金属粉。本发明通过将核壳结构的硼基复合金属粉作为高能燃料引入富燃料推进剂配方中，解决了硼粉点火温度高，燃烧效率低的问题，不但能提高富燃料推进剂的燃烧性能和能量性能，还能改善工艺性能，可解决冲压发动机对高性能富燃料推进剂需求问题，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及富燃料推进剂领域，具体涉及一种含硼基复合金属粉的富燃料推进剂。

背景技术

固体火箭冲压发动机有机地结合了固体火箭发动机和吸气式发动机的优点。与固体火箭发动机相比，由于利用空气中的氧气作氧化剂，大幅度提高了推进剂的能量，比冲为固体火箭发动机的2～4倍；与吸气式发动机相比，由于采用内型面压缩进气原理，省略了旋转部件等复杂结构，发动机结构得到简化。因此，以固冲发动机为动力的导弹具有体积小、重量轻、射程远的特点，可以实现全程有动力飞行，增强导弹的突防能力和末段攻击能力。

固体火箭冲压发动机使用固体富燃料推进剂作为动力源，其中燃料含量达到30～50％，因此燃料性能是决定固体火箭冲压发动机潜在优异性能能否充分发挥的关键因素之一，含硼富燃料推进剂具有很高的热值，是固冲发动机的首选推进剂。但是，由于硼粉本身的点火温度较高(1900K)，且硼粉燃烧过程中产生粘性很强的硼氧化物(B₂O₃)覆盖在硼粉表面，使得硼粉点火困难、难以充分燃烧，影响其在富燃料推进剂中的实际应用。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种用于冲压发动机的含硼基复合金属粉的富燃料推进剂，该推进剂组合物以硼基复合金属粉替代部分金属燃料，解决了硼粉点火温度高，燃烧效率低的问题，可以满足先进冲压导弹对高性能富燃料推进剂的需求，在不影响推进剂综合性能的前提下提高了推进剂的工艺性能和燃烧性能。

本发明涉及如下技术方案：

一种含硼基复合金属粉的富燃料推进剂，包括如下质量配比的组分：

燃料：30％～50％；

氧化剂：25％～40％；

粘合剂：15％～25％；

性能调节剂：3％～10％，

所述燃料包括硼基复合金属粉，所述硼基复合金属粉的复合方式是以硼为核心，以熔点低于硼的金属为表层，低熔点金属覆盖于硼的表面，形成核壳型结构的硼基复合金属粉。

优选地，所述硼基复合金属粉的粒径为0.2～1μm、1～4μm、4～10μm中的一种或组合。

优选地，所述硼基复合金属粉中硼的含量不低于70％(wt％)。

优选地，所述熔点低于硼的金属为铝粉、镁粉、钛粉中的一种或组合。

优选地，所述熔点低于硼的金属熔点为600～1800℃，且在燃烧过程中不会形成粘稠状氧化物的低熔点金属，使得硼粉点火容易、充分燃烧。

优选地，所述燃料还包括硼、镁、铝、钛、碳化硼(B₄C)中的一种或组合。

优选地，所述氧化剂为高氯酸铵、高氯酸钾、硝酸铵、硝酸钾、奥克托今、黑索金、三氨基胍硝酸盐中的一种或组合。

优选地，所述性能调节剂为三苯基铋、硬脂酸甲酯、卵磷脂、壬酸异癸酯、己二酸二辛脂、柠檬酸酯、癸二酸二异辛酯、三[1-(2-甲基)氮丙啶基]氧化膦、三氟化硼三乙醇胺、氧化铁、辛基二茂铁、卡托辛、N,N-二苯基对苯二胺、N-苯基-2-萘胺、N-苯基-N-环己烷基对苯二胺、氟化锂中的一种或组合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：