[发明专利]导弹固体燃料专用纳米铝、镁粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米级金属粉体材料，具体为一种导弹固体燃料专用纳米铝、镁粉的制备方法。

背景技术

目前世界各国的导弹从用途上可以分为战略导弹和战术导弹，从导弹发射的燃料上可以分为液体燃料和固体燃料，从导弹发射的尾部烟状上可以分为有烟导弹和无烟导弹。

我们在各种资料上看到，我国的战略导弹往往比美国的战略导弹要长要粗(同一打击距离)，同时俄罗斯的战略导弹也要比(同样射程)印度的战略导弹要长要粗，追求其原因就是液体燃料和固体燃料之区别(包括火箭)。

战略导弹的固体燃料已美国为例，目前已经发展到第二代。从大略上讲，导弹和火箭的固体推进剂就是由燃料、氧化剂和添加剂三部分组成。以美国的三叉戟潜射战略弹道导弹为例，其燃料基本上是用橡胶：聚硫橡胶(美国第一代固体火箭用)，聚氨酯(现役固体火箭常用)。氧化剂基本上用高氯酸盐或者高氯酸铵(后者就是无烟火箭)，还可以用硝酸铵(物美价廉，大型火箭一般不用，原因就是效费比低)。橡胶容易成型，可以做成大直径的箭体。添加剂一般有铝粉镁粉(用来提高燃烧值)。

但是，美国战略导弹的固体燃料推进剂也同样存在着点火慢、空中飞行时间长、容易被拦截等缺陷。

固体火箭推进剂的先进程度，决定了我国的各种导弹的射程。我们的空空导弹如果和美国的同射程相比，那么要比人家更粗、更长，这就是固体火箭推进剂和液体火箭推进剂的差距。

美国第一代舰载导弹也是以液体推进剂为主流。军舰上还专门改装了液体燃料库，为充灌之用。这样加注过程最快也要两个半小时，危险性也很大。后来美国不得不转向固体导弹，想装在潜艇上。而此时美国才发现它的固体燃料与液体燃料的研究水平差距很大。当年美国发射″北极星″导弹，在潜艇内必须装下2000千米射程的战略导弹，只能用固体燃料推进剂。这种燃料的制造通俗地说，无非是过氯酸氨加铝粉加端羟基聚丁二烯(一种改性人造橡胶CTPB)，但实际上非常难造。洛克希德公司在上世纪50年代拿到这个项目之后，借用了包括几十所大学、研究机构和相关企业在内的整个美国的科技力量，秘密发展起固体燃料。经过近十年的努力美国过了这个燃料制造的门槛之后，包括地空、空空、地地、洲际导弹等都用固体燃料，而苏联与之差距极大。D级战略核潜艇的导弹舱巨大，就是固体燃料的差距。固体燃料如改进一些，甚至能提高50％的射程。

液体燃料在加注时液氧极易挥发，火箭待机过久非常危险。液氢液氧必须处于超低温状态保存和注入，在热带使用成本高，所以导弹在发射台的待机时间短以至于检测等各项工作的时间都受到限制，同时液体燃料的寿命相比固体燃料要短的多。液体火箭一般要搞得较粗，因为液氧用一部分后，剩下的会晃动，产生很多稳定性问题。所以要短粗以降低重心。中国的″长征″系列火箭连助推器都是液体的，这就是和美国等国家固体燃料方面的巨大差距。

固体推进剂的水平反映一个国家化工的最高水平，如果在固体推进剂上有所突破，将会带动中国整个精细化工、火炸药化工、人造橡胶、纳米金属粉体材料等产业的迅速发展。

目前国际上战略导弹和火箭固体燃料推进剂主要存在的技术问题如下；

1、添加剂中使用大量的颗粒直径较大、形状为不规则多边形片状铝粉，在导弹和火箭点火发射和途中飞行时金属铝粉难以在瞬间释放其强大的能量，所以导致导弹和火箭点火反应慢、空中飞行时间长，飞行速度慢容易在飞行中被空中拦截。

2、因为添加了大量的颗粒直径较大、形状为不规则多边形片状铝粉，所以就要添加部分氧化剂、抗分解剂(大型火箭的推进剂一般要求十年不变质)，安定剂、钝感剂、抗烟剂等辅助性添加剂，这样复杂了燃料制造工艺，增加了燃料成本，同时加大了导弹或者是火箭的整体重量，减少了发射距离。

3、特别是空空导弹和空对地导弹以及舰舰导弹、舰空导弹、空舰导弹的使用上，减少了生存几率增加了被对方击毁概率。