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硝酸アンモニウムとアルミニウム混合物の熱反応性および燃焼反応性について検討して、以下の結果が得られた。
硝酸アンモニウムとアルミニウムの混合物は通常の条件下では燃焼しないが、クリオライトなどの添加物を加えると混合物中のアルミニウムは完全に酸化され、この時の反応式を決定した。また、アルミニウムの一部をマグネシウムに代えるとアルミニウムの酸化率は上昇した。
上述の結果を参考にして、硝酸アンモニウム一過塩素酸アンモニウム-アルミニウム-マグネシウム-GAPバインダーおよび過塩素酸アンモニウム-硝酸ナトリウム-アルミニウム-GAPバインダーから成る2種類の固体推進薬を調整して、これらの継で起る化学反応について検討して、以下の結果が得られた。
すなわち、前者では最初に酸化剤とアルミニウムやマグネシウムの反応でMgOとAl_2O_3が生成する。生成したMgOとAl_2O_3は固相中で反応してMgAl_2O_3を生成する。過剰のMgOが存在する時にのみ、過塩素酸アンモニウムの分解で生成した塩化水素ガスはMgOにより中和される。
一方、これに対して後者では酸化剤である過塩素酸アンモニウムの熱分解で生成した塩化水素ガスは、硝酸ナトリウムの分解により生成した酸化ナトリウムによって直接に中和された。この中和反応の終了後にアルミニウムの酸化により生成した酸化された酸化アルミニウムと酸化ナトリウムが反応してアルミニン酸ナトリウムが生成する。これらの間の化学反応は次の化学反応式で表わされる。
2NH_4ClO_4+40NaNO3+38Al
→19Na_2O+19Al_2O_3+2NaCl+21N_2+4H_2O (1)
Na_2+Al_2O_3→2NaAl_2O_3 (2)
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