輕質碳材料及其復合物在固體推進劑中的應用研究進展

裴江峰，趙鳳起，宋秀鐸，鄭 偉

（西安近代化學研究所燃燒與爆炸技術重點實驗室，陜西西安710065）

引 言

輕質碳材料是指具有豐富孔隙結構和大比表面積的碳質材料，常見的輕質碳材料主要指活性炭（AC）、膨脹石墨（EG）、碳納米管（CNTs）、石墨烯（GE）和活性碳纖維（ACF）等［1］。輕質碳材料具有吸附能力強、化學穩定性好、力學強度高、易改性等特點，廣泛應用于工業、農業、國防、環境保護等領域。為了進一步擴大輕質碳材料的應用范圍，利用多孔、比表面積大的特性，以其為基體，采用物理方法或化學方法與其他金屬、金屬氧化物等物質進行復合獲得系列復合物，該復合物不僅同時具有碳質材料和附載物各自本身的優良特性，有時還會產生協同作用，獲得更加優異的性質。

近年來，關于輕質碳材料及其復合物在固體推進劑中的應用研究，尤其是石墨烯與碳納米管及他們的復合物作為燃燒催化劑在推進劑燃燒性能調節方面，國內外科研工作者進行了大量研究［2－3］。此外，還研究活性碳纖維與石墨在推進劑制造、廢舊推進劑處理等方面的應用。本文從輕質碳材料及其復合物對推進劑組分熱分解的催化作用、對推進劑燃燒性能的調節作用及其他應用3個方面對輕質碳材料在推進劑中的應用研究進展進行綜述。

1 輕質碳材料及其復合物對推進劑含能組分熱分解的催化作用

輕質碳材料較大的比表面積使其具有良好的導熱性，其特殊的結構有利于電子的轉移，更利于化學反應的發生，因此能夠催化推進劑中的含能物質如RDX、HMX、AP 等，加快其熱分解，目前研究最多的為碳納米管與石墨烯。……