碳化钨肼分解催化剂

肼分解催化剂广泛应用于空间飞行器的姿态控制系统中，自六十年代初美国shell公司发 展公司成功地研制出shell-405催化剂以来,稀有金属铱便一直是肼分解的主要催化剂原料。 

在发动机中,当肼通过催化剂床时立即发生分解而产生高温、高压气体,这种高能气体可在卫星的 姿控推进系统和辅助推进系统中用于卫星的调速、入轨、定点和姿态控制。肼/shell-405推进系统具有脉冲比冲优越、推力重、复性好、响应灵敏、可靠性高、排气干净等优点，一直是卫星发射的主要燃料技术。

Shell-405催化剂是由活性贵金属铱沉积到氧化铝载体而制成的，铱含量为33%。众所周知，铱是稀有金属铂的一种，属于高性战略资源，价格非常昂贵，原矿主产于加拿大和南非并且严格管控，此外，Shell-405专利技术由美国垄断，世界各国为摆脱Shell-405的专利特权,相继开展了类似催化剂的研究。

在长期的生产实践中，碳化钨已被证实具有类似于铂的催化效用，虽然单纯碳化钨催化性能稍有差距，但是经过复合加强后，性能已基本接近。关键的是，我国是钨资源最为丰富的国家，用碳化钨代替依能大幅降低催化剂的成本。

液体肼接触到姿态控制发动机中的催化剂后，迅速分解产生大量高温高压气体，高速排出后产生推力。该过程对催化剂载体的机械强度，耐压、导热性能要求很高。碳化钨具有机械强度高，导热性能好，比表面极大，孔道结构丰富等特点，是除铱以外的肼催化剂中最出类拔萃的材料。

在1N级发动机上，初预热催化剂初始床层温度至160℃，以R1活性炭为载体，将制备的催化剂进行发动机试验。装填W₂N/R1，W₂N/γ-Al₂O₃，Ir/γ-Al₂O₃催化剂的发动机均点火成功，而装填W₂N/γ-Al₂O₃催化剂的发动机点火时未建压，说明以活性炭为载体的碳化钨催化剂的肼分解活性明显好于以Ir/γ-Al₂O₃为载体的碳化钨催化剂。

碳化钨催化剂担载在活性炭载体上显示出了明显好于担载在γ-Al2O3载体上的肼分解活性，载体对催化剂的肼分解性能存在显著的影响。活性炭担载的碳化钨催化剂表现出了与传统Ir/γ-Al2O3催化剂相当的肼分解活性和稳定性，说明W2N/R1催化剂在真实使用条件下的发动机中有很好的应用前景。

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