مواد پرانرژی
سال:1394 | دوره:10 | شماره:3 (پیاپی 27) |تعداد مقالات:8

تعدادی از مایعات یونی پایه مونو و دی ایمیدازولیوم با آنیون دی سیانامید سنتز و شناسایی شدند. سنتز این ترکیبات از طریق واکنش آلکیلاسیون -N متیل ایمیدازولیوم و به دنبال آن فرایند تعویض آنیون انجام شد. شناسایی ساختار مایعات یونی جدید سنتز شده از طریق طیف سنجی های FTIR و 1HNMR و آنالیز عنصری انجام گرفت. در میان مایعات یونی سنتز شده، خواص حرارتی مایع یونی -6, 1 بیس (3- متیل ایمیدازولیوم -1- ایل) هگزان دی سیانامید [MIm2C6.DCA2] با استفاده از آنالیز وزن سنجی حرارتی (TG) و آنالیز گرماسنجی افتراقی (DSC) مورد بررسی قرار گرفت. تجزیه حرارتی این مایع یونی گرمازا بوده و این مایع یونی تا دمای 300oC پایدار حرارتی است. همچنین، زمان تاخیر در احتراق (ID) مایع یونی انتخاب شده توسط دوربین سرعت بالا اندازه گیری شد. ID اندازه گیری شده برای این مایع یونی 37ms است.

در این مقاله به تحلیل عددی سه بعدی ضربه کم سرعت بر صفحات ساندویچی مستطیلی با رویه های چندلایه فلز-الیاف پرداخته شده و تاثیر جنس الیاف، جنس فلز در رویه ها، انرژی ضربه زننده، ضربه خارج از مرکز و پیش تنش دومحوری صفحه ای در پاسخ سازه مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، بجای استفاده از تئوری های تقریبی ورق، از شبیه سازی سه بعدی ضربه در نرم افزار آباکوس برای استخراج پاسخ های ضربه بر پایه تئوری الاستیسیته سه بعدی استفاده گردیده است. برای صحت سنجی، نتایج عددی با نتایج تجربی ارائه شده در مرجع دیگر مقایسه گردیده و صحت مدل عددی مورد تایید قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که در حالت ضربه خارج از مرکز و در حالت پیش تنش دومحوری کششی به دلیل کاهش آزادی حرکت کلی ورق، نیروی تماسی و میزان انرژی جذب شده توسط سازه افزایش می یابد که نتیجه آن افزایش احتمال آسیب پدید آمده می باشد. همچنین با تحلیل هم زمان ضربه خارج از مرکز تحت پیش بار دوبعدی، مشخص شد که اثر پیش بار دارای تابعیت مکانی می باشد بگونه ای که بیشترین اثر پیش بار در مرکز رخ می دهد و هر چه از مرکز دور و به تکیه گاه ها نزدیک تر می شویم از اثر پیش بار کاسته می شود.

پلی بو تا دی ان با گروه هیدروکسیل انتهایی مهمترین و پرکاربردترین بایندر مورد استفاده در پیشرانه های کامپوزیت است. با این وجود، رزین HTPB یک پیش پلیمر خنثی محسوب شده و امتزاج پذیری مطلوبی با نرم کننده های پر انرژی متداول ندارد. در این تحقیق دو نوع نرم کننده پرانرژی نیترات استری، 2- اتیل هگزیل نیترات (2EHN) و 2- اتیل -2- بوتیل- 1، 3 دی نیترات پروپان (EBDP)، با نسبت C/-NO2 بزرگتر از 4، سنتز و با طیف سنجی FT-IR و 1H-NMR شناسایی شد. کارایی این ترکیبات به عنوان نرم کننده انرژی زا، با اندازه گیری و محاسبه خواصی مانند دمای تجزیه شدن، دمای احتراق، دمای انتقال شیشه ای و دمای تشکیل نرم کننده بررسی شد. همچنین برای ارزیابی سازگاری نرم کننده ها با رزینHTPB ، از پارامتر حلالیت هانسن نرم کننده ها و همچنین اندازه گیری دمای انتقال شیشه ای به روش کالریمتری پیمایشی تفاضلی (DSC) استفاده شد. مقدار کوچک پارامتر امتزاج پذیری (∆δ) و حضور یک دمای انتقال شیشه ای در ترموگرام DSC موید سازگاری نرم کننده ها در رزین  HTPBاست. بعلاوه اندازه گیری ویسکوزیته رزین HTPB در حضور درصدهای مختلف وزنی از نرم کننده، نشان داد که مخلوط (1:1) دو نرم کننده بیشترین کاهش ویسکوزیته را برای فرایند پذیری رزین HTPB فراهم می کند.

پیشرانه ها در طول مدت انبارداری دست خوش تغییراتی شده و به تدریج تجزیه و تخریب میشوند. لذا هر پیشرانهای دارای طول عمر مفیدی است که پس از سپری شدن آن، دیگر قابل استفاده نمی باشد. ردیابی کاهش میزان پایدار کننده موجود یکی از عناصر مهم در تعیین مدت زمان انبارداری ایمن پیشرانه ها می باشد. در این مقاله با انجام کهولت تسریع یافته بر روی یک نمونه پیشرانه دوپایه، و سپس استخراج شیمیایی نمونه ها، ردیابی کاهش پایدارکننده انجام گردید. مدل های سینتیکی استفاده شده از نوع مرتبه صفر، مرتبه یک، مرتبه دو، روش پروتکل ناتو و روش برتوله می باشد. سپس پارامترهای سینتیکی واکنش کهولت و طول عمر انبارداری آن، با استفاده از چندین مدل و روش مختلف سینتیکی، بر مبنای کاهش 50% از پایدارکننده تخمین زده می شود. در نهایت طول عمر پیش بینی شده برای مدل سینتیکی مرتبه صفر، مرتبه اول، مرتبه دوم، پروتکل ناتو و روش برتوله به ترتیب در حدود 58، 45، 35، 31 و 14 سال تخمین زده شد.

در این مقاله به بررسی تجربی و عددی تغییر شکل پلاستیک ورق های فولادی مستطیلی با روش انفجار مخلوط گازها پرداخته می شود. در این سری از آزمایش ها، ورق های فولادی باضخامت های مختلف تحت اثر فشار شوک ناشی از انفجار با سرعت بالا تغییر شکل یافته اند. همچنین فشار حاصل از انفجار مخلوط گازها با استفاده از سنسور فشار پیزوالکتریکی بعد از انفجار اندازه گیری شده است. نتایج تجربی مربوط به اثر پارامترهایی نظیر درصد مخلوط گاز، ضخامت ورق و شرایط مرزی بر توزیع کرنش طولی، عرضی و قطری و همچنین خیز مرکز ورق، ارائه شده است. شبیه سازی عددی با استفاده از نرم افزار المان محدود ABAQUS/EXPLICIT انجام می گیرد. برای صحه گذاری مدل عددی، نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج تجربی مقایسه شده، این مقایسه نشان می دهد که نتایج عددی با نتایج تجربی به دست آمده سازگاری قابل قبولی دارد و به طورکلی تمامی داده ها در محدوده قابل اطمینان قرار می گیرد. بنابراین استفاده از این مدل عددی برای پیش بینی پروفیل تغییر شکل و خیز مرکز ورق فولادی مستطیلی، مطلوب است.

تراکم انفجاری پودر یکی از روش های توسعه یافته متالورژی پودر می باشد که با توجه به محدودیت های روش متالورژی پودر سنتی جهت شکل دهی پودر مواد، توسعه یافته است. در این فرآیند به منظور دست یابی به دانسیته بالاتر به جای استفاده از نیروی پرس از انرژی آزادشده انفجار یک ماده منفجره برای فشردن و زینترینگ همزمان پودر استفاده می شود. تراکم پودر انفجاری با دو روش اصلی مستقیم و غیرمستقیم قابل انجام است. در این مقاله ضمن معرفی روش های مختلف تراکم پودر انفجاری و پیشینه تحقیقات انجام شده در این زمینه، شبیه سازی آن به منظور شکل دهی پودر Al-B4C با استفاده از نرم فزار Autodyn انجام گرفته که در آن با توجه به متقارن یودن ماهیت آزمایش مدل سازی به صورت دوبعدی تقارن محوری صورت پذیرفت. از مدل جانسون- کوک برای تعریف مواد استفاده شده و اثر نسبت جرمی ماده منفجره به پودر و ضخامت لایه آب بر فشارهای ایجادشده در محیط پودر به صورت نمودارهای فشار- زمان بررسی شده است. نتایج نشان داد که با افزایش نسبت ME/EP از 1.5 به 2.5 پیشینه فشار ایجاد شده در محیط پودر به میزان %15 افزایش می یابد و با افزایش ضخامت لایه آب به مقدار 10 میلی متر، بیشینه فشار ایجاد شده در محیط پودر به میزن 31% کاهش می یابد، که هر دو اثر به خاطر وجود اتلاف انرژی توجیه شدند. در ادامه با استفاده از روش انفجاری دیسک هایی از پودر مذکور و با چگالی 99% چگالی تئوری تولید شد.

پودر آلومینیوم از اجزای رایج مواد پر انرژی است. با کاهش اندازه ذرات، نسبت سطح به حجم افزایش یافته و در نتیجه واکنش پذیری این فلز بهبود می یابد. در این تحقیق اثر بکارگیری نوعی پودر آلومینیوم نانو ساختار بر خواص فیزیکی، حرارتی، مکانیکی و عملکردی یک ماده منفجره پلاستیکی بر پایه HMX بررسی شد. نتایج نشان داد که جایگزین کردن پودر آلومینیوم نانو ساختار به جای پودر میکرونیزه در فرمولاسیون، دانسیته تجربی نمونه را به میزان %2.5 افزایش می دهد. این جایگزینی همچنین موجب افزایش سختی و استحکام کششی نمونه به ترتیب تا  Shore D 18و 0.67MPa می شود؛ اما مقدار کرنش در نقطه شکست از 10.5 به 9.8 درصد کاهش می یابد. بررسی رفتار حرارتی نمونه ها به روش DSC نشان دهنده اثر کاتالیستی پودر آلومینیوم نانو ساختار بر دمای انتقال فاز و دمای تجزیه خودبخودی ماده منفجره HMX است. این اثر کاتالیستی حساسیت به ضربه ترکیب انفجاری را حدودا 7.7 درصد افزایش می دهد. در تست عملکردی به روش ایجاد دندانه در صفحه، مشخص شد که استفاده از پودر آلومینیوم نانو ساختار تاثیر قابل توجهی در بهبود مشخصات انفجاری خرج PBX ندارد.