[发明专利]一种碳基氧化锌复合推进剂用燃速调节剂及其低温制备方法

说明书

本发明提出一种碳基氧化锌复合推进剂用燃速调节剂低温制备方法，制备方法主要包括将碳基基底暴露在二乙基锌蒸气中，使其蒸气分子在碳基基底表面进行吸附；利用惰性气体将基底表面部分物理吸附的二乙基锌分子吹离其表面；将碳基基底暴露在水的蒸气中，使水的蒸气分子与已吸附的二乙基锌分子发生化学反应；利用惰性气体将基底表面副产物及多余蒸气分子吹离其表面。本发明制备的燃速调节剂，与传统燃速调节剂以及采用其它方法制备的碳基燃速调节剂相比，燃速调节能力优秀，能有效降低AP分解温度，优化能量释放结构，制备温度温和，自动化程度高，安全性能好，产品无需后处理即可直接使用，易于实现批量化生产，环境友好。

技术领域

本发明属于粉体材料表面改性及其制备技术领域，具体涉及一种碳基氧化锌复合推进剂用燃速调节剂及其低温制备方法。

背景技术

推进剂的燃烧性能对火箭发动机的弹道性能有着重要影响。燃速的高低决定火箭发动机的工作时长和飞行速度，燃速受外界条件(温度与压力)影响的大小直接影响着发动机工作性能的稳定性。因此，控制和调节火箭推进剂的燃烧性能对满足各类火炮、火箭发动机以及火箭武器的性能需求是十分重要的。燃速调节剂是调节与改善推进剂燃烧性能最常用的方法。传统燃速调节剂可实现在较低燃速范围内对推进剂的燃速及燃速压力指数进行可控调节。

然而，传统燃速调节剂因组成与结构的缺陷，粒径较大、比表面积较小以及与推进剂的其它组分无法充分接触等因素而无法实现在更宽燃速范围内对推进剂燃烧性能进行有效调节。此外，传统燃速调节剂大多含有铅盐，难以满足环境友好性及低特征信号的要求。

近年来，微-纳米燃速调节剂因具有粒径小、比表面积高以及表观活化能低等特点，可以与推进剂中的其它组分充分接触，可对推进剂燃烧性能在更宽范围内调节而受到国内外学者的广泛关注。此外，燃速调节剂中的碳材料可在推进剂燃面形成碳骨架用于催化剂粒子的负载以及火焰区与预热区之间的热传导。因此，碳基微-纳米燃速调节剂被广泛研究与制备。

然而，当前碳基微-纳米燃速调节剂面临着结构单一或者微-纳米复合结构无法精确可控合成，难以发挥多相晶界高效催化以及不同物种之间的协同催化作用，致使微-纳米燃速调节剂无法在推进剂的实际应用中高效发挥其高效性能调节能力。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种碳基氧化锌复合推进剂用燃速调节剂及其低温制备方法，以解决如何制备碳基氧化锌复合推进剂用燃速调节剂的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种碳基氧化锌复合推进剂用燃速调节剂低温制备方法，该制备方法包括如下步骤：

步骤1、将碳基基底置于化学气相沉积设备的反应腔室内，封闭化学气相沉积设备的样品进出口；

步骤2、加热反应腔室，使反应腔室的温度处于50℃～180℃；

步骤3、将惰性气体注入反应腔室，并进行抽真空处理，使反应腔室具有一定真空度；

步骤4、采用自挥发的形式将二乙基锌分子注入反应腔室，注入时长为t1，使碳基基底在二乙基锌蒸气分子中充分暴露，二乙基锌分子在碳基基底表面进行吸附；

步骤5、将惰性气体注入到反应腔室，注入时长为t2，利用惰性气体将碳基基底表面物理吸附的二乙基锌分子吹离碳基基底表面；

步骤6、采用自挥发的形式将水的蒸气分子注入反应腔室，注入时长为t3，使碳基基底在水的蒸气分子中充分暴露，使水的蒸气分子与碳基基底表面吸附的二乙基锌分子发生表面化学反应；

步骤7、将惰性气体注入反应腔室，注入时长为t4，利用惰性气体将碳基基底表面被置换的基团以及物理吸附的水蒸气分子吹离碳基基底表面。