مواد پرانرژی
سال:1393 | دوره:9 | شماره:3 (پیاپی 24) |تعداد مقالات:10

پیرولانت ها یک دسته مهم از مواد پرانرژی هستند که به دلیل داشتن محتوای انرژی بالا و باقیمانده جامد گداخته، دارای کاربردهای گسترده نظامی و غیرنظامی می باشند. پیرولانت های آتش زا در حالت سوخت غنی و یا مازاد اکسیدکننده، می توانند برای تامین انرژی مورد نیاز احتراق انواع مواد هدف بکارگرفته شوند. ملزومات و ویژگی های یک پیرولانت آتش زا بصورت شفاف هنوز مشخص نشده است. با این وجود داشتن محتوای انرژی بالا، پارامترهای سینتیکی حرارتی متعارف و سرعت های سوزش متوسط از ملزومات اولیه این ترکیبات است. در این کار تحقیقاتی برای اولین بار پیرولانت چند جزئی Al/MnO2/PTFE بعنوان یک خرج آتشزای معرفی شده است. سینتیک های واکنش حرارتی مانند انرژی فعال سازی، فاکتور فرکانس، دمای بحرانی و دمای تجزیه خود شتابی با استفاده از کالریمتری روبشی دیفرانسیلی مطالعه گردید. همچنین خواص احتراقی مانند سرعت جبهه موج احتراق و زمان تاخیر آغازش با استفاده از یک سیستم آزمایشگاهی کانال باز و تصویر برداری با دوربین سرعت بالای پیشرفته مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با مشارکت حدود 30% نانو ذره آلومینیوم، دمای آغازگری و انرژی فعال سازی کاهش یافته است و موجب ایجاد رفتار احتراقی و مکانیزمی متفاوت و منحصر به فردی شده است.

عوامل پیوندی یک جزء بسیار مهم در پیشرانه جامد است که فرایند پذیری و خواص مکانیکی، بالستیک، ایمنی و کهولت پیشرانه را تحت تاثیر قرار می دهد. در این تحقیق، سه نوع عامل پیوندی پلیمری جدید از طریق واکنش کلیک بین گلیسیدیل آزید پلیمر و پروپارژیل هیدانتوین سنتز و شناسایی شد. برهم کنش این عامل پیوندی پلیمری جدید با سطوح ذرات RDX با اسکپتروسکوپی IR بررسی شد. پیک جذب کششی گروه نیترو در cm-1 1593 به اندازه cm-1 86.7 انتقال قرمز می دهد همچنین طبق نتایج به دست آمده خواص مکانیکی پیشرانه کامپوزیتی بر پایه HTPB با عامل پیوندی پلیمری جدید، بهبود قابل ملاحظه ای را نشان می دهد. استحکام کششی ماکزیمم از 53.0 به 87.0 و ماکزیمم کرنش در نقطه شکست به مقدار 147% در دمای 25°C افزایش یافته است. نتایج DSC نشان می دهد که پایداری حرارتی عامل پیوندی پلیمری در حد قابل قبول برای بکارگیری در فرمولاسیون پیشرانه است.

از پودر منیزیم به عنوان سوخت فلزی در مواد منفجره، پیروتکنیک ها، پیشرانه ها و ترمیت ها استفاده می شود. مهم ترین کاربرد پودر منیزیم در فلیرهای پیروتکنیکی MTV می باشد. در حالی که مشکل اساسی در استفاده از پودر منیزیم واکنش پذیری بالای آن در برابر اکسیژن و رطوبت می باشد که این امر باعث غیرفعال شدن ذرات پودر منیزیم می شود. بنابراین، لازم است که این ذرات توسط لایه نازکی از یک ترکیب بی اثر و پایدار پوشش دهی شوند. در این تحقیق، ذرات پودر منیزیم با روش حلال- ضدحلال توسط پلیمر وایتون پوشش داده شدند.با استفاده از آزمون های FT-IR، SEM و EDS از تشکیل پوشش وایتون بروی پودر منیزیم اطمینان حاصل شد. سپس اثر پوشش وایتون بر پایداری حرارتی پودر منیزیم توسط تکنیک های تجزیه حرارتی (وزن سنجی حرارتی و کالریمتری روبشی تفاضلی) مورد مطالعه قرار گرفت. در این تحقیق جهت تحلیل نتایج بدست آمده از تجزیه حرارتی با استفاده از نرم افزار Qualitek-4 انجام شد.

این مقاله به بخشیاز تحقیق مربوط به طراحی و ساخت مدل آزمایشگاهی تراستر فعال با عامل آب اکسیژنه می پردازد که طی آن یک نمونه آزمایشگاهی از این تراستر طراحی و ساخته شده و در مرحله بعد باید شاخص های پیشرانشی آن شناسایی شود. برای انجام این مهم تعداد نمونه های آماری حاصل از تست و در نظر گرفتن شرایط تست اصلی بسیار مهم می باشد. نظر به اینکه در این حوزه فعالیت، انجام تست های متعدد منوط به صرف هزینه های سنگین می باشد لذا سعی گردیده تا از مجموعه تست های قابل قبل حداکثر بهره برداری صورت بپذیرد. بنابراین از مجموعه 31 تست صورت گرفته تعداد 20 عدد قابل قبول که مربوط به چهار زمان گوناگون هستند انتخاب گردیده و اطلاعات تجربی آنها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. بر اساس این تجزیه و تحلیل مشخصه ها یا شاخص های پیشرانشی و بالستیکی سیستم تراستر تک پایه شناسایی گردیده اند. همچنین رفتار و عملکرد سیستم تراستر به ازای شرایط هیدرودینامیکی گوناگون و تغییر غلظت ماده پیشران مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. یکی از نتایج این تحقیق می تواند تولید استانداردهای بالستیکی و پیشرانشی در این حوزه از پیشرانش باشد که دستاوردمفیدی را در این حوزه فناوری تقدیم می نماید.

در این مقاله ویژگی ها احتراقی و سرعت سوزش پیشرانه های جامد مرکب RDX/AP/Al/HTPB به طور تجربی مطالعه گردید. پنج نوع فرمولاسیون مختلف از پیشرانه مرکب تهیه و سرعت سوزش و ارزش حرارتی آنها در سه فشار 600، 800 و psi 1000 تعیین گردید. سرعت سوزش پیشرانه های جامد مرکب حاوی AP با افزایش محتوی RDX افزایش پیدا می کند. داده های بدست آمده از آزمون های تجربی نشان داد که افزایش درصد وزنی نیترآمین (RDX) در فرمولاسیون، موجب کاهش ثابت سرعت سوزش (a) و افزایش نمای فشار(n) می شود. سرعت سوزش و نمای فشار (n) فرمولاسیون پیشرانه بدون RDX با فرمولاسیون های حاوی RDX مقایسه گردید. در فشار ثابت psi 800، سرعت سوزش برای نمونه بدون RDX برابر mm/s 2.7 بود و با افزایش RDX به مقدار 6.13%، سرعت سوزش به 5.5 mm/s کاهش پیدا کرد. کاهش سرعت سوزش با افزایش محتوی RDX به صورت خطی نمی باشد. مشخص گردید که نمای فشار پیشرانه با افزایش محتوی RDX زیاد می شود. به عنوان یک نتیجه، نمای فشار برای فرمولاسیون پایه برابر 0.22 بود که با افزایش درصد RDX به 6.13%، نمای فشار به 3.0 افزایش پیدا کرد.

CL-20 یکی از قوی ترین مواد منفجره غیرهسته ای شناخته شده است که تقریبا در تمامی روش های تهیه آن از حد واسط TADB استفاده می شود. یکی از مراحل سنتز CL-20 حذف بنزیل از TADB می باشد که این واکنش توسط کاتالیست پالادیوم انجام می شود که بسیار گران است و نیاز به راکتور تحت فشار دارد. بنابراین محققین در پی یافتن کاتالیست های جدید جایگزین برای غلبه بر این مشکلات هستند. در این تحقیق برای اولین بار به منظور شناسایی کاتالیست مناسب ترکیبات گوناگون مانند سریم آمونیوم نیترات، سریم آمونیوم سولفات، پتاسیم برمات و تیتانیوم تری کلرید مورد مطالعه قرار گرفتند که از بین آنها تنها استفاده از سریم آمونیوم نیترات در مایع یونی پیرولیدینیوم بی سولفات و سریم آمونیوم نیترات در حضور معرف های اکسنده و معرف تری کلرید تیتانیوم جهت حذف بنزیل از  TADBمناسب بودند. بازده محصول تترااستیل هگزاآزاایزوورتزیتان (TAIW) در این واکنش ها مطلوب بود. در استفاده از معرف تری کلرید تیتانیوم بازده 41% به دست آمد. در حضور معرف اکسنده پتاسیم برمات با سریم آمونیوم نیترات در مخلوط واکنش میزان مصرف سریم آمونیوم نیترات به چهل برابر کاهش یافت و بازده به 55% افزایش یافت. در روش استفاده از سریم آمونیوم نیترات در مایع یونی پیرولیدینیوم بی سولفات علاوه بر مزیت حذف حلال آلی، میزان مصرف سریم آمونیوم نیترات به سه تا چهار برابر کاهش یافت و بازده واکنش بیش از 55 درصد به دست آمد.

در این مقاله مقدار ماده منفجره بحرانی درون یک سازه آلومینیومی به شکل استوانه متصل به مخروط ناقص و پارامترهای موثر در انفجار این سازه و اثر سازه روی موج انفجار مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف از انجام این تحقیق، معلوم کردن میزان ماده منفجره یا فشار دینامیکی لازم جهت انهدام سازه، حد شکل پذیری سازه در فرایند تغییر شکل دینامیکی و ارائه یک مدل نیمه تجربی که پیش بینی کننده شکست سازه است، می باشد. روش کار بدین ترتیب است که دو حالت متفاوت شامل حالت پارگی سازه و حالت پس از پارگی سازه برای انفجار درون محفظه بسته حاوی ماده منفجره در نظر گرفته شد. از حالت پارگی، مقدار ماده منفجره برای پارگی سازه استخراج شد که روش عمل، استفاده از بی بعد سازی پارامترهای موثر و انجام آزمایش بر روی نمونه های مقیاس بندی شده است و علاوه بر آن رفتار شکست سازه و فلز به کار رفته در آن برای نمونه های مقیاس بندی شده مشخص شد. در حالت پس از پارگی، اندازه حرکت انفجار در فاصله های مشخصی از محل عیب سازه اندازه گیری شد و مشخص گردید که این اندازه حرکت از اندازه حرکت موج انفجار در فضای آزاد بیشتر است.