纳米亚铬酸铜在超细AP中的分散及性能表征
1 引言
近几十年，纳米科学和纳米技术的快速发展，极大地推动了火炸药学科的发展[1,2]。纳米材料是指在纳米尺度范围内（0.1-100nm）调控物质结构制成的具有特异性能的材料，具有表界面效应，小尺寸效应，量子尺寸效应和宏观量子隧道效应这四大特性。由于纳米颗粒小，表面积大，表面能大，断键多，结合能大，体系内能大，反应物分子的平均能量大，Ea小，在温度不变的情况下，反应速率大，从而起到催化剂的作用，具有很强的催化活性。目前，国际上已将纳米催化剂作为第四代催化剂来进行开发研究。
在过去的十年里，具有不同形态结构的纳米晶过渡金属氧化物（NTMO）引起了极大的关注，因为它们具有显着的催化，光学，磁性和电学性质，在工程和科学的许多领域中具有潜在的应用。在固体推进剂的燃烧过程中，纳米催化剂可起到提高燃烧速度和燃烧稳定性的作用。在NTMOs催化剂中，尖晶石亚铬酸铜（CuCr2O4）是一种用于复合固体推进剂的有效催化剂，用于推进火箭，因为它对氧化剂如高氯酸铵的燃烧速率赋予压力无关的催化作用。此外，纳米亚铬酸铜已被用作各种工业过程的催化剂，例如脱氢，氧化，烷基化，氢化等，因此得到广泛的应用[3-7]。
然而由于纳米粒子尺寸小、比表面积大、表面活性高、极易团聚，而纳米材料一旦发生较大团聚，其性能尤其是催化活性将会大大降低。所以不能解决纳米催化剂易团聚的难题，就很难充分发挥出纳米催化剂的优异性能。因此，解决纳米粒子间的团聚问题，实现纳米催化剂在推进剂中的均匀分散，以及对推进剂中纳米催化剂的分散性的研究对于固体推进剂技术、纳米科技的发展具有十分重要的意义[8-10]。
2 纳米燃烧催化剂概述
人类对于探索宇宙秘密的研究活动从未停止过。为了克服重力和在天空中飞翔，人们发明了热气球，飞机，火箭等。其中火箭是最快的交通工具。推进剂是为火箭提供驱动力的最重要部件之一。良好的固体推进剂应具有稳定的燃烧速率和低压指数，为此目的，最好的方法之一是在燃烧室中加入燃烧速率催化剂。目前，主要燃烧速率催化剂是过渡金属氧化物，纳米金属颗粒，金属螯合物，二茂铁及其衍生物等。
纳米燃烧催化剂具有大的比表面积，它们具有更高的表面能，晶粒的微观结构复杂且存在各种点阵缺陷，能够用量少（一般不超过5%），更有效地提高燃烧速率。纳米燃烧催化剂基于其成分可分为四类：纳米金属燃烧催化剂，纳米金属氧化物燃烧催化剂，纳米复合燃烧催化剂和纳米碳材料燃烧催化剂[2]。
纳米金属氧化物燃烧催化剂主要是纳米过渡金属氧化物，因其具有几种易相互转化的氧化态而拥有良好催化活性。纳米亚铬酸铜是HTPB推进剂最有效的催化剂之一,代表性化学式为CuCr2O4。亚铬酸铜晶体有四方和立方两种不同的晶体相，其中，具有畸形的尖晶石四方晶结构的亚铬酸铜具有催化活性[11,12]。纳米亚铬酸铜微观结构：在O2-结构中形成立方密堆积，Cu2 在晶格中占有1/8四面体空隙，Cr3 在晶格中占有1/2八面体空隙。
3 纳米亚铬酸铜对超细AP（高氯酸铵）的热分解的催化性能研究
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