碳化鎢肼分解催化劑

肼分解催化劑廣泛應用於空間飛行器的姿態控制系統中，自六十年代初美國shell公司發 展公司成功地研製出shell-405催化劑以來,稀有金屬銥便一直是肼分解的主要催化劑原料。 

在發動機中,當肼通過催化劑床時立即發生分解而產生高溫、高壓氣體,這種高能氣體可在衛星的 姿控推進系統和輔助推進系統中用於衛星的調速、入軌、定點和姿態控制。肼/shell-405推進系統具有脈衝比沖優越、推力重、複性好、回應靈敏、可靠性高、排氣乾淨等優點，一直是衛星發射的主要燃料技術。

Shell-405催化劑是由活性貴金屬銥沉積到氧化鋁載體而製成的，銥含量為33%。眾所周知，銥是稀有金屬鉑的一種，屬於高性戰略資源，價格非常昂貴，原礦主產於加拿大和南非並且嚴格管控，此外，Shell-405專利技術由美國壟斷，世界各國為擺脫Shell-405的專利特權,相繼開展了類似催化劑的研究。

在長期的生產實踐中，碳化鎢已被證實具有類似於鉑的催化效用，雖然單純碳化鎢催化性能稍有差距，但是經過複合加強後，性能已基本接近。關鍵的是，我國是鎢資源最為豐富的國家，用碳化鎢代替依能大幅降低催化劑的成本。

液體肼接觸到姿態控制發動機中的催化劑後，迅速分解產生大量高溫高壓氣體，高速排出後產生推力。該過程對催化劑載體的機械強度，耐壓、導熱性能要求很高。碳化鎢具有機械強度高，導熱性能好，比表面極大，孔道結構豐富等特點，是除銥以外的肼催化劑中最出類拔萃的材料。

在1N級發動機上，初預熱催化劑初始床層溫度至160℃，以R1活性炭為載體，將製備的催化劑進行發動機試驗。裝填W₂N/R1，W₂N/γ-Al₂O₃，Ir/γ-Al₂O₃催化劑的發動機均點火成功，而裝填W₂N/γ-Al₂O₃催化劑的發動機點火時未建壓，說明以活性炭為載體的碳化鎢催化劑的肼分解活性明顯好於以Ir/γ-Al₂O₃為載體的碳化鎢催化劑。

碳化鎢催化劑擔載在活性炭載體上顯示出了明顯好於擔載在γ-Al2O3載體上的肼分解活性，載體對催化劑的肼分解性能存在顯著的影響。活性炭擔載的碳化鎢催化劑表現出了與傳統Ir/γ-Al2O3催化劑相當的肼分解活性和穩定性，說明W2N/R1催化劑在真實使用條件下的發動機中有很好的應用前景。

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