[发明专利]一种含高氮化合物的固体燃料

说明书

提供了一种含高氮化合物的固体燃料，包括按质量百分含量计的以下组分：燃料：50％～70％；金属粉：10％～25％；粘合剂：10％～18％；增塑剂：8％～12％；固化剂：0.5％～1％；交联剂：0.05％～0.1％；其中燃料为高氮化合物，包括三氨基胍硝酸盐、硝酸胍、偶氮四唑三氨基胍盐、7‑(1氢‑1,2,4‑三唑‑3氨基)‑4,6‑二硝基苯并氧化呋咱、3,6‑双(1氢‑1,2,3,4‑四唑‑5‑氨基)‑1,2,4,5‑四嗪、3,3‑二氨基偶氮呋咱、四嗪并四唑化合物、偶氮四唑铵盐中的一种或多种的组合。本发明的固体燃料采用高氮化合物为主要燃料，不含氧化剂，可在无氧环境下自持燃烧，燃速快，燃烧性能好。

技术领域

本发明总体地涉固体推进剂领域，具体涉及一种含有高氮化合物的固体燃料。

背景技术

固液混合火箭发动机一般采用固体燃料和液体氧化剂，是介于液体和固体火箭发动机之间的一种推进系统。控制液态氧化剂的流量，达到调节发动机推力的目的。由于氧化剂和燃料分开贮存，固液混合火箭发动机具有安全性高、推力可调节和燃烧稳定性高等优点。可应用于探空火箭、小型运载火箭、靶标与导弹、亚轨道飞行器及载人飞船、助推器及上面级和姿轨控等系统的动力装置，应用前景十分广泛。在固液混合发动机中，由于氧化剂为液态，通过管道输入的氧化剂一般远离固体燃料的燃烧表面，因此燃烧反应生成的热对固体燃料的热反馈较少，固体燃料组分的热分解速率较慢，从而影响了燃面退移速率。

固体燃料中常使用端羟基聚丁二烯(HTPB)或石蜡为基体，HTPB作为基体的固体燃料力学性能好，但HTPB基体熔化后粘度大，不易快速热分解，燃料燃面退移速率低，一般1mm·s^-1左右。石蜡熔点低，粘度小，石蜡基固体燃料的燃面退移速率比HTPB快，但石蜡基固体燃料的力学性能差。HTPB和石蜡为基体的固体燃料均不能在低氧含量环境下自持燃烧，导致热分解必须全部依靠燃面的热反馈，也是制约燃烧性能的原因之一。

目前固体推进剂领域广泛使用的固体燃料配方中，都含有一定量的氧化剂，来增加固体燃料的燃面退移速率，提高燃烧性能，但氧化剂含量少不能起到效果，氧化剂含量增加又会导致推进剂感度增加，相比不含氧化剂配方，安全风险成倍增加。

发明内容

为解决现有固体燃料中存在的燃烧性能差，燃面退移速率低的问题，提供了一种含高氮化合物的固体燃料。

本发明的固体燃料采用高氮化合物为主要燃料，不含氧化剂，可在无氧环境下自持燃烧，燃速快，燃烧性能好。

本发明的技术方案是，以固体燃料总质量为100％计算，一种含高氮化合物的固体燃料中各组分的质量百分含量为：

燃料：50％～70％；

金属粉：10％～25％

粘合剂：10％～18％；

增塑剂：8％～12％；

固化剂：0.5％～1％；

交联剂：0.05％～0.1％，

其中燃料为高氮化合物，包括三氨基胍硝酸盐(TAGN)、硝酸胍(GN)、偶氮四唑三氨基胍盐(TAGZT)、7-(1氢-1，2，4-三唑-3氨基)-4，6-二硝基苯并氧化呋咱(TADNB)、3，6-双(1氢-1，2，3，4-四唑-5-氨基)-1，2，4，5-四嗪(BTATz)、3，3-二氨基偶氮呋咱(DAOAF)、四嗪并四唑化合物(ATTz)、偶氮四唑铵盐(AZT)的一种或两种以上的混合物。

进一步的，上述金属粉为铝粉(A1)、镁粉(Mg)，以及以这三种金属为主要基体制备的合金粉，铝-锂，铝-锂-镁、铝-锂-锌、铝-硼的铝基合金，硼-钛、硼-锆、硼-钴、硼-镁、硼-铝、硼-钛的硼基合金，镁-锌、镁-铝、镁-硼、镁-锆、镁-钴的镁基合金，这些金属粉中的一种或组合。