偶氮二甲酰胺气体发生剂配方设计及性能测试(3)
气体发生剂中常用的氧化剂有（高）氯酸盐、氧化剂、硝酸盐、碱土金属碳酸盐以及碱土金属硝酸盐[8]。
气体发生剂中氧化剂为(高)氯酸盐，易产生 HCl气体。其产气HCl的酸性会在动力作功时会对设备仪器造成腐蚀；作为充气缓冲时，其毒性会对人体产生危害[9]。
用硝酸盐作为氧化剂，会有热效应低、有效氧含量较高的优点，但其缺点也很明显，就是固体残渣熔点低、不易结渣的，若用于动力作功，会堵塞喷嘴喉径发生危险。
碱土硝酸盐、碱土碳酸盐作为氧化剂时，优点为有效氧含量较高，固体残渣熔点高，易于结渣过滤。碱式硝酸铜含氧量较高（30%），可以为可燃剂提供较多的氧，然而其反应时放出热量较大，这样会引起气体发生剂的燃温增大[10]。
2.2 能量评估理论基础
2.2.1 燃烧热
气体发生剂自身含有可燃剂和氧化剂，可在密闭空间独立进行燃烧反应，多用于固定的壳体中，可看成定容的热反应状态[11]。因此，其燃烧热所反映的是定容燃烧热，即在298K和101.3kPa时，1Kg的气体发生剂在绝热燃烧反应时放出的热量，用Qv表示，单位为KJ•Kg-1。
给出物质的标准生成焓一般都是在定压条件下的，计算出的是气体发生剂的定压燃烧热，需将定压热烧热转换成定容燃烧热。
气体发生剂的定压燃烧热和定容燃烧热的关系:
Qp = Qv-Po(V-Vo) (2.1)
式中:
Po为标准大气压,等于101.3kPa；
V为气体发生剂燃烧产物在Po下的体积；
Vo为气体发生剂的体积。
忽略燃烧产物中凝固相的体积,且相对于燃烧产物的体积V来说气体发生剂的体积Vo可以忽略,所以由使(2.1)式可得
Qp = Qv — PoV = Qv — nRTo = Qv — 2.478n (2.2)
式中:
n为1kg气体发生剂燃烧产物中气相组分的摩尔量(不包括水)；
R为气体常数等于8.314 J•mol-1•K-1；
To为初始温度等于298K。
燃烧热的理论计算方法是依据热化学的Hess定律:一个化学反应的热效应只与系统的起始状态和终了状态有关,而与反应的途径无关。因此,气体发生剂的燃烧热可利用图2.2的Hess三角形来计算[22]
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