IL/IL自燃推进剂二元结构设计及性能调控
发布时间：2022-03-15
信息来源：北京市科技成果信息系统
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发布时间：2022-03-15
信息来源：北京市科技成果信息系统
- 离子液体;氧化剂;自燃推进剂;北京市
基本信息
所属科技项目名称：北京市自然科学基金面上项目
项目主管部门：北京市科学技术委员会、中关村科技园区管理委员会
科技成果信息
科技成果名称：IL/IL自燃推进剂二元结构设计及性能调控
关键词：离子液体，自燃推进剂，燃烧机理
科技成果类型：原始创新
科技成果所处阶段：技术原理构思
科技成果应用领域：制造业
科技成果简介： 自燃离子液体具有不挥发、结构性质可调的特性，已成为新一代绿色航天动力材料。目前，自燃离子液体燃料在比冲和延迟时间方面已取得较大进展，但氧化剂仍然采用易挥发、强腐蚀的HNO3或N2O4，急需开发新型的绿色自燃推进剂体系。本项目通过构建二元离子液体（IL/IL）自燃推进剂体系，采用新型离子液体作为氧化剂，催化氧化离子液体燃料燃烧。通过自燃结构因子的设计及合成表征，先后设计合成了3种离子液体氧化剂和3种离子液体燃料，两两组合得到9种IL-IL型自燃双组元推进剂体系，系统研究了它们的结构特性、合成方法、理化性能等参数。研究结果表明：（1）当离子液体氧化剂选择以NO3-作为阴离子，以咪唑或三唑阳离子为骨架的Brønsted酸性离子液体，离子液体燃料选择[B6H7]--基离子液体时，组成的IL-IL二元体系具有较好的点火活性；（2）离子液体氧化剂在熔点（小于 -80 °С）和热分解温度（大于 50 °С）方面均优于HNO3和N2O4。离子液体燃料凝固点略高，热稳定性良好（Tg大于 190 °С）；（3）获得的三类离子液体氧化剂（O1，O2和O3）的密度与硝酸和四氧化二氮的密度相当；在燃料方面，离子液体燃料（F1，F2和F3）的密度远高于现用的甲基肼和偏二甲肼；（4）获得的9种自燃双组元推进剂的比冲范围在182.5 - 204.0 s，O1/F组合的比冲值最高可达200 s以上。（5）获得的9种IL-IL型组合的点火延迟时间在98 – 952 ms。本研究初步证明IL-IL二元离子液体型自燃推进剂具有一定的理论和实验可行性，为新型绿色推进剂的研发提供了新思路。
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