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作为火箭发动机的动力源，固体推进剂常采用铝粉作燃料。但铝粉存在燃烧不充分，点火温度高等弊端。而金属氢化物α-AlH3能量密度高、分解温度低、燃烧性能好，可作为固体火箭推进剂中替代铝粉的燃料和便携式燃料电池的氢源。但α-AlH3制备过程复杂，稳定性差，限制了相关应用。为尽快实现α-AlH3在推进剂领域的应用，本论文一方面优化了α-AlH3的合成方案，研究了α-AlH3的稳定性及α-AlH3基推进剂的燃烧性能；另一方面制备了两类稳定化的α-AlH3复合材料，研究其稳定性和燃烧性能，并采用密度泛函理论计算研究复合材料的合成机理。
首先，本论文探索了α-AlH3的合成方法，发现在中间产物三氢化铝醚合物中添加5%LiAlH4进行真空转晶，并在低温下进行乙醚洗涤可获得高纯度的α-AlH3；研究α-AlH3的稳定性发现，α-AlH3在常温储存14天后表面会逐渐形成鳞片状氧化层，发生氢气解析。同时湿度会加速α-AlH3的分解；基于α-AlH3组分制备固体推进剂，相较于Al基推进剂，α-AlH3基推进剂燃烧性能显著提高，其中燃烧热提升至Al基推进剂的1.5倍，最高燃烧温度提高了约200℃。但由于α-AlH3稳定性不佳，推进剂内部存在氢压、空隙和褶皱，燃速不佳。上述研究证明提高α-AlH3的稳定性对推进剂领域的发展具有重要意义。
随后为解决α-AlH3稳定性不佳的问题，本论文采用有机小分子键合剂改性和原位聚合法包覆来提高α-AlH3的稳定性，并从形貌、稳定性及燃烧性能等方面进行比较。基于键合剂乙酰丙酮化学吸附改性的α-AlH3稳定化材料储存稳定性显著提高，储存30天后表面无氧化层生成。但由于键合剂热分解性能不佳，材料热稳定性及燃烧性能没有显著提升。原位聚合法包覆方面，相较于苯乙烯聚合包覆的PS@α-AlH3材料和苯乙烯与丙烯酸甲酯共聚的PMA/PS@α-AlH3材料，丙烯酸甲酯聚合得到的PMA@α-AlH3复合材料由于交联聚合形成约50μm的团簇结构，比表面积降低，传质传热性能优异，其湿度稳定性、热稳定性和燃烧性能显著提高。PMA@α-AlH3材料的湿度处理分解率降至包覆前α-AlH3的9.45%，热处理分解率降至α-AlH3的42.72%；另外相较于α-AlH3，PMA@α-AlH3点火延迟时间由400ms降至12ms，燃烧强度显著提高。最后通过密度泛函理论计算比较复合材料中α-AlH3与包覆剂的结合能，证实乙酰丙酮和丙烯酸甲酯通过化学吸附的形式完成改性，可通过占据α-AlH3表面的结合位点，避免水分子的吸附，提高湿度稳定性。
首先，本论文探索了α-AlH3的合成方法，发现在中间产物三氢化铝醚合物中添加5%LiAlH4进行真空转晶，并在低温下进行乙醚洗涤可获得高纯度的α-AlH3；研究α-AlH3的稳定性发现，α-AlH3在常温储存14天后表面会逐渐形成鳞片状氧化层，发生氢气解析。同时湿度会加速α-AlH3的分解；基于α-AlH3组分制备固体推进剂，相较于Al基推进剂，α-AlH3基推进剂燃烧性能显著提高，其中燃烧热提升至Al基推进剂的1.5倍，最高燃烧温度提高了约200℃。但由于α-AlH3稳定性不佳，推进剂内部存在氢压、空隙和褶皱，燃速不佳。上述研究证明提高α-AlH3的稳定性对推进剂领域的发展具有重要意义。
随后为解决α-AlH3稳定性不佳的问题，本论文采用有机小分子键合剂改性和原位聚合法包覆来提高α-AlH3的稳定性，并从形貌、稳定性及燃烧性能等方面进行比较。基于键合剂乙酰丙酮化学吸附改性的α-AlH3稳定化材料储存稳定性显著提高，储存30天后表面无氧化层生成。但由于键合剂热分解性能不佳，材料热稳定性及燃烧性能没有显著提升。原位聚合法包覆方面，相较于苯乙烯聚合包覆的PS@α-AlH3材料和苯乙烯与丙烯酸甲酯共聚的PMA/PS@α-AlH3材料，丙烯酸甲酯聚合得到的PMA@α-AlH3复合材料由于交联聚合形成约50μm的团簇结构，比表面积降低，传质传热性能优异，其湿度稳定性、热稳定性和燃烧性能显著提高。PMA@α-AlH3材料的湿度处理分解率降至包覆前α-AlH3的9.45%，热处理分解率降至α-AlH3的42.72%；另外相较于α-AlH3，PMA@α-AlH3点火延迟时间由400ms降至12ms，燃烧强度显著提高。最后通过密度泛函理论计算比较复合材料中α-AlH3与包覆剂的结合能，证实乙酰丙酮和丙烯酸甲酯通过化学吸附的形式完成改性，可通过占据α-AlH3表面的结合位点，避免水分子的吸附，提高湿度稳定性。