過氯酸銨是固體推進劑之主要原料，目前許多高科技武器，例如火箭、飛彈、太空梭、人造衛星等均必須用到固體推進劑，也就是需求使用過氯酸銨，故其重要性日益增加。過氯酸銨屬於戰略物質 過氯酸銨是無味白色晶體，外觀像食鹽，易溶於水，略呈酸性，工業上常見於金屬表面處理；軍事上則用於固體推進劑，屬於戰略物資。工業上使用之過氯酸銨純度較低，晶形及晶粒大小不規則；軍事上使用之過氯酸銨則純度較高，晶形接近於球形，晶粒大小依需求而略分成四種：粗顆粒、中等顆粒、細顆粒、超細顆粒。前兩種顆粒粒徑大小約數百微米，在危險物質分類上屬於「氧化劑類」，適宜做為推進劑；而後兩種顆粒大小在四十五微米以下，在危險物質分類上屬於「整體爆炸危險之物質」，後兩種顆粒通常做為前兩種顆粒之填補間隙增加密度使用。 過氯酸銨含有四個氧原子，氧原子重量占過氯酸銨總重量達百分之五十四，為強氧化劑，故能提供推進劑充分之氧。雖為強氧化劑，但一般來說，過氯酸銨其實很穩定，不容易分解，微弱火源也不容易點著它，這是它能做為推進劑的原因。國外曾有某大機構為了測試它燃燒後能否引致爆炸發生，曾做試驗將盛滿過氯酸銨之五十三加侖鐵桶放置於木材堆上，引火點燃木材，燃燒完畢後，桶內過氯酸銨雖消失殆盡，但鐵桶並未變形，顯見並無爆炸發生。 單獨儲存被視作火炸藥 粒徑在四十五微米以上之過氯酸銨固體，不會被當作是火炸藥，但必須單獨儲存，若與火炸藥（如TNT類）共儲，則會被視作火炸藥，因為過氯酸銨能被火炸藥之爆震波引致殉爆。另因為是氧化劑，所以也不適宜和可燃物、易燃物等混儲。 國外常見之過氯酸銨製程，是使用過氯酸鈉（或過氯酸鉀）、氨氣及鹽酸共同反應生成。但以前國內南部地區曾有某家化學工廠將氯酸鈉電解生成過氯酸鈉後，再加入氯化銨，生成過氯酸銨沉澱物的方法製造。這方法雖耗用電能較大，但製程及設備較簡單，不過可惜該工廠於民國九十二年底因電焊不慎，引起燃燒意外事故，而波及過氯酸銨生產線，故停產至今尚未復工。不管用何種原料之製程，其大概均是由原料高溫熔解，經化學反應產生高溫之過氯酸銨溶液，然後將高溫之過氯酸銨溶液降溫產生過氯酸銨結晶。 製程中，結晶產生方法有：冷卻降溫法、蒸發法、鹽析萃取法等。以上方法均是應用將過氯酸銨溶液形成過飽和狀態，而使結晶析出之原理。一般工業上主要是使用冷卻降溫法，間或輔以蒸發法。因為過氯酸銨在高低溫水溶液中，溶解度差異很大，故高溫之飽和過氯酸銨水溶液，降溫後，形成低溫之過飽和過氯酸銨水溶液，而析出大量過氯酸銨結晶。 結晶製程中，結晶顆粒的形成，是先有細微之晶核產生或晶種添加，然後逐漸生長變成大顆粒。過氯酸銨溶液在未飽和狀態當然是不會產生結晶，但即使濃度超過飽和狀態也不會產生晶核，溶液濃度必須更進一步超越所謂「過飽和線」，才會產生晶核，產生之晶核在過飽和溶液中長大，其生長速率與降溫速度、機械攪拌轉速等有關係。 軍事上使用之過氯酸銨講究純度，含水量、粒徑晶形等。純度較易達到，因為結晶造粒本身就具有去蕪存菁之作用。而含水量則往往需等待大部分之結晶內含水，自結晶內部移動出來蒸發後，含水量才能低至可以製作固體推進劑之規格要求，因此時間是最主要影響因素，所以剛製成之過氯酸銨需要一段時間，才能做成固體推進劑。據悉亞洲某大化工廠出品之過氯酸銨包裝上曾說明，須於出廠三個月後才能使用於固體推進劑製作。這也就是說，固體推進劑之製造廠，平常應備有三個月以上之過氯酸銨庫存，方能免於缺料危機。 在不影響品質狀況下，從製程中改善結晶製程設備與操作條件，俾減少所生成結晶之內含水；或加強烘乾乾燥，以加速內含水移出，均是可縮短過氯酸銨庫存時間方法。 精良製程提昇武器品質 粒徑晶形方面，固體推進劑之密度為決定飛行推進速度之主要因素，如要使固體推進劑之密度增加，則作為固體推進劑主要材質之過氯酸銨，應有數種粒徑，以便小粒徑者可供作填補大粒徑間之空隙，增加密度；且晶形應為球形，以便與其他材料攪拌時容易混合做成固體推進劑，試想晶形如果長得像珊瑚般不規則，其混合後之密度與攪拌操作均將有極為不良之結果。粒徑晶形亦完全受結晶製程設備與操作條件影響，進行實驗研究結晶製程設備與操作條件，為改良粒徑晶形品質之不二法門。 綜言之，沒有良好之固體推進劑，就沒有精良之飛彈火箭等高科技武器，但要製造品質良好之固體推進劑，必須有品質優良之過氯酸銨，要做出品質優良之過氯酸銨，則有賴精良之製程，故改善過氯酸銨製程設備與操作，必可提昇高科技武器品質。（本文由中科院提供，圖片來源／美國空軍、陸軍網站）
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