《固體推進(jìn)劑用新型含能物質(zhì)的制備與應(yīng)用》

龐愛民 李 偉 何金選 編著，西北工業(yè)大學(xué)出版社，2020年12月出版

《固體推進(jìn)劑用新型含能物質(zhì)的制備與應(yīng)用》是面向固體推進(jìn)劑配方設(shè)計人員和相關(guān)含能物質(zhì)制備人員編撰的一部新著。針對該主題技術(shù)前沿，編著者進(jìn)行了系統(tǒng)全面、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)年U述，值得推薦給本刊讀者。

這樣一個主題，前沿性和專業(yè)性很強，對選題和著者要求很高。一方面，近年來出版的關(guān)于固體推進(jìn)劑的書籍，主要從固體推進(jìn)劑的組成、性能、制造工藝等方面總結(jié)固體推進(jìn)劑的研究進(jìn)展；而含能材料方面的書籍，則主要論述含能材料的制備、性能表征、加工工藝等，因此在該書出版之前尚未發(fā)現(xiàn)關(guān)于固體推進(jìn)劑用含能物質(zhì)制備和應(yīng)用的書籍，該書的出版填補了這一空白，是對該主題的前沿論述，體現(xiàn)了編者的睿智和科學(xué)預(yù)見性。另一方面，該書作為國家出版基金項目《航天推進(jìn)技術(shù)系列專著》叢書中重要的一本專業(yè)出版物，其著者依托所在專業(yè)研究所“十三五”期間的前沿工作，將長期從事的固體推進(jìn)劑配方設(shè)計和性能調(diào)控研究過程中積累的豐富的理論知識、工程經(jīng)驗和深刻洞見，編寫入本書。值得一提的是，其主編為湖北航天化學(xué)技術(shù)研究所研究員，博導(dǎo)，新世紀(jì)百千萬人才國家級人選，任高能量密度材料教育部重點實驗室、中國科學(xué)院能量調(diào)控材料重點實驗室學(xué)術(shù)委員會委員，具有豐富的學(xué)術(shù)經(jīng)歷。這些都是關(guān)心該主題前沿性和專業(yè)性的本刊讀者所值得注意的。

正如該書前言所述，固體推進(jìn)劑工作過程是實現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，熱能再轉(zhuǎn)化為動能的有效組織與轉(zhuǎn)化的過程。其中，熱能轉(zhuǎn)化效率取決于固體推進(jìn)劑燃燒反應(yīng)的焓變，動能轉(zhuǎn)化效率取決于單位質(zhì)量推進(jìn)劑燃燒所產(chǎn)生的氣體數(shù)量。為提高作為典型分子間化學(xué)儲能材料的固體推進(jìn)劑儲能效率，高能氧化劑、高能金屬燃料、含能黏合劑及高氧含量增塑劑等在固體推進(jìn)劑中的應(yīng)用，是突破固體推進(jìn)劑能量性能瓶頸的關(guān)鍵。據(jù)此，為了從固體推進(jìn)劑配方設(shè)計及應(yīng)用的角度，系統(tǒng)分析固體推進(jìn)劑的特點及提高固體推進(jìn)劑比沖的技術(shù)途徑，提出固體推進(jìn)劑技術(shù)發(fā)展對含能組分結(jié)構(gòu)與性能的需求以及固體推進(jìn)劑新型含能組分的研究、發(fā)展方向及面臨的主要挑戰(zhàn)，該書作者將其固體推進(jìn)劑及其含能組分(氧化劑、金屬燃料、黏合劑、增塑劑等)研制經(jīng)驗和成果，編為5個章節(jié)加以呈現(xiàn)。

第1章概述固體推進(jìn)劑用新型含能物質(zhì)的基礎(chǔ)知識、選擇原則和發(fā)展歷程等內(nèi)容。作者提示，為了進(jìn)一步提高固體推進(jìn)劑的能量性能，研究人員仍然期望找到比CL-20更好的氧化劑、比聚疊氮縮水甘油醚(GAP)更好的黏合劑、比Al更好的金屬燃燒劑中的一種或數(shù)種新型高能量密度材料。

第2章介紹適用于固體推進(jìn)劑的新型含能氧化劑，強調(diào)其氧含量、氫含量、生成焓、氧平衡、生成物燃?xì)馄骄肿恿康确矫媾c火炸藥新型氧化劑的區(qū)別。作者提出，高生成焓(自身含能)、高氧含量(供氧能力強)、高氫含量(能量轉(zhuǎn)換效率高)的高能氧化劑對提高燃燒熱和降低燃?xì)猱a(chǎn)物平均分子量均有較大增益，它們能夠大幅度提高固體推進(jìn)劑的比沖。

第3章介紹疊氮類、硝酸酯類、氟類、唑類等新型含能黏合劑，其中重點介紹疊氮類含能黏合劑的性能和應(yīng)用；第5章主要介紹硝酸酯類、疊氮類、硝基類、呋咱類、離子液體等新型含能增塑劑。在這方面，研究重點是將高能基團引入聚合物側(cè)基構(gòu)成的含能黏合劑和通過大劑量高氧含量增塑劑增塑的高能黏合劑體系。

第4章主要論述鋁粉的活化、納米化、復(fù)合化等改性工藝，以及金屬氫化物等新型金屬燃料及其發(fā)展趨勢。作者認(rèn)識到，提高金屬燃燒效率及降低含金屬推進(jìn)劑燃?xì)馄骄鄬Ψ肿恿渴窃黾虞敵霰葲_與提高理論比沖的有效技術(shù)途徑。

書中正文部分案例詳實，論述條理清晰，讀之頗受啟發(fā)；還提供了彩圖頁和縮略語附錄，便于提升讀者閱讀體驗。由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，特別是隨著人類航天探索投向宇宙深空，這類主題的圖書除了需要推進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域從業(yè)者的長期科研工作經(jīng)驗，還需要活躍的開創(chuàng)性學(xué)術(shù)思想、勇于創(chuàng)新的工程概念，這正是該書作者所具備的。