本书从理论和实践结合的角度出发，详细介绍了航天推进系统中涉及的化学基础知识、推进剂能量转化过程的物理与化学基础理论，主要包括火箭发动机各部件材料的配方结构及制备工艺、推进剂分解与燃烧过程的热化学、凝聚相反应动力学及气相反应动力学机理、推进剂组分的合成化学、结构化学及性能调控方法、燃烧机理和反应效率评价的分析化学基础等。
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前言
第1章 绪论 1
1.1 化学的内涵与特征 1
1.1.1 化学的内涵 1
1.1.2 化学的特征 3
1.2 有机化学 4
1.2.1 有机化合物和有机化学 4
1.2.2 有机化合物的特性 5
1.2.3 有机化合物的分类 6
1.3 无机化学 8
1.4 分析化学 10
1.4.1 分析方法的分类与选择 10
1.4.2 分析过程及分析结果的表示方法 12
1.5 物理化学 13
1.6 高分子化学 14
练习题 15
参考文献 15
第2章 化合物基本结构与命名 16
2.1 饱和烃与不饱和烃 16
2.1.1 烷烃和环烷烃 16
2.1.2 烯烃 24
2.1.3 炔烃 26
2.1.4 芳香烃 28
2.2 含氧化合物 30
2.2.1 醇和酚 30
2.2.2 醚和环氧化合物 34
2.2.3 醛、酮和醌 37
2.2.4 羧酸及其衍生物 39
2.3 含卤素、氮、硫的化合物 41
2.3.1 卤代烃 41
2.3.2 胺和硝基化合物 45
2.3.3 杂环化合物 49
练习题 56
参考文献 58
第3章 燃烧流动的物理化学基础 59
3.1 热力学第一定律 59
3.1.1 热力学第一定律概述 59
3.1.2 热力学能和焓 59
3.1.3 基本能量方程式和开口系统能量方程式 63
3.1.4 能量方程式的应用 69
3.2 热力学第二定律 70
3.2.1 热力学第二定律概述 70
3.2.2 卡诺循环和多热源的可逆循环 73
3.2.3 熵和热力学第二定律的数学表达式 79
3.2.4 熵方程和孤立系统熵增原理 85
练习题 90
参考文献 90
第4章 燃烧释能过程化学动力学基础 92
4.1 化学反应基础概念 92
4.1.1 化学反应和速率方程 92
4.1.2 温度对反应速率的影响 96
4.2 反应动力学基础理论 100
4.2.1 碰撞理论 100
4.2.2 过渡态理论 104
4.3 燃烧化学动力学的应用 108
4.3.1 燃烧化学动力学实验测量 108
4.3.2 单分子反应及其理论 117
练习题 122
参考文献 122
第5章 推进剂分解与燃烧的热化学基础 123
5.1 推进剂能量性能预估及配方设计 123
5.1.1 推进剂能量性能表征 123
5.1.2 推进剂能量性能的热力学计算 133
5.1.3 能量性能计算与配方优化 139
5.2 推进剂组分热分解特性评估方法 142
5.2.1 热分析理论及实验技术 142
5.2.2 热分解动力学参数计算 150
5.3 推进剂稳态燃烧性能 154
5.3.1 燃烧波温度分布 154
5.3.2 推进剂稳态火焰结构 157
5.3.3 金属基颗粒的燃烧特性 159
5.4 推进剂燃烧产物的采集与分析 164
5.4.1 燃烧凝聚相产物的采集技术 164
5.4.2 燃烧产物的分析方法 166
练习题 169
参考文献 170
第6章 推进剂组分的合成化学基础 171
6.1 含能化合物概述及合成理论 171
6.1.1 含能化合物定义及分类 171
6.1.2 含能化合物合成理论 173
6.2 含能化合物的合成 178
6.2.1 碳-硝基化合物合成 178
6.2.2 硝胺化合物的合成 192
6.2.3 硝酸酯化合物的合成 198
6.3 液体燃料的合成 202
6.3.1 碳氢液体燃料的合成 202
6.3.2 肼类燃料的合成 207
6.3.3 硼氢类燃料的合成 209
6.3.4 含能离子液体合成 212
6.4 黏结剂与增塑剂的合成 215
6.4.1 黏结剂的合成 215
6.4.2 增塑剂的合成 220
6.5 金属基燃料的合成 224
6.5.1 纳米金属粉概述 224
6.5.2 纳米金属粉的气相法合成 224
6.5.3 纳米金属粉的机械化学法合成 226
6.5.4 纳米金属粉的化学法合成 227
6.5.5 三氢化铝的合成 228
6.5.6 铝基亚稳态复合物的合成 230
练习题 234
参考文献 234
第7章 含能晶体的结构化学基础 235
7.1 物质的结构与状态 235
7.1.1 物质分类法 235
7.1.2 物质的状态 237
7.1.3 固态物质的结构 238
7.2 晶体学基础 238
7.2.1 晶体概念 238
7.2.2 晶体的周期性与点阵 239
7.2.3 晶面取向及命名法 240
7.2.4 晶面间距与夹角 242
7.3 晶体外观与内部原子排布 244
7.3.1 晶体表面形貌解析 244
7.3.2 晶体结构解析 247
7.4 典型含能晶体结构及多晶转变 253
7.4.1 晶体结构分类 253
7.4.2 晶体生长规律 254
7.4.3 晶体生长方法 255
7.4.4 晶体缺陷 257
7.4.5 含能晶体多晶转变及其工程问题 259
7.5 含能晶体重结晶 261
7.5.1 重结晶原理 261
7.5.2 晶体品质控制 265
7.5.3 晶体形貌控制 266
练习题 267
参考文献 267
第8章 推进系统中的材料化学基础 269
8.1 推进剂绝热包覆层材料 269
8.1.1 硅橡胶及其复合物 269
8.1.2 三元乙丙橡胶及其复合物 273
8.1.3 聚氨酯弹性体 275
8.1.4 三聚氰胺磷酸盐 277
8.2 发动机壳体材料 278
8.2.1 金属及合金壳体材料 279
8.2.2 纤维缠绕复合壳体材料 282
8.2.3 树脂基体 292
8.3 耐高温抗烧蚀材料 296
8.3.1 碳/碳复合材料 296
8.3.2 热防护烧蚀材料 303
8.4 火箭发动机燃烧室材料 313
8.4.1 难熔金属材料 313
8.4.2 贵金属材料 316
8.4.3 陶瓷基复合材料 319
8.5 推进剂功能材料 320
8.5.1 钝感剂 320
8.5.2 弹道稳定剂 321
8.5.3 燃烧催化剂 322
8.5.4 消焰剂 324
8.5.5 防老剂 326
练习题 330
参考文献 330
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