مواد پرانرژی
سال:1398 | دوره:14 | شماره:2 (پیاپی 42) |تعداد مقالات:6

ماده منفجره پلاستیکی PBXN-103 به عنوان یک خرج زیرآبی بر پایه ی سامانه بایندر پرانرژی است که در سرجنگی تعدادی از سلاح های دریایی مورد استفاده قرار گرفته است. در فرمولاسیون PBXN-103 از متریول تری نیترات (MTN)، تری اتیلن گلیکول دی نیترات (TEGDN) و نیتروسلولز به عنوان اجزای اصلی بایندر استفاده می شود. در این تحقیق اثرات بکارگیری بایندر در دسترس پلی گلیسیدیل نیترات (PGN) بر خواص فیزیکی، مکانیکی، حرارتی و حساسیتی PBXN-103 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با جایگزینی بایندر، خواص مکانیکی از جمله استحکام کششی و کرنش به طور قابل توجهی ارتقا یافته و مقادیر آن به ترتیب تا psi 85 و 70% افزایش می یابد. بر اساس گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC)، پایداری حرارتی نیز در مقایسه با PBXN-103 به میزان ° C 20 افزایش یافته و به ° C 190 می رسد. دمای انتقال شیشه ای محصول و پایداری تحت خلأ آن به ترتیب ° C 54-و ml/g/48h 06/4 می باشد. حساسیت به ضربه N. m 7 و مقدار حساسیت به اصطکاک فرمولاسیون kg. F 2/7 است. این فرمولاسیون با انفجار چاشنی الکتریکی تجاری نمره 8 منفجر نشده و تنها دچار اشتعال می شود.

در این کار ارتباط تغییر فرمولاسیون، در اثر تغییر اجزاء تشکیل دهنده ی پیشرانه های دوپایه و دوپایه بهبود یافته، بر رفتار آسودگی آنها به کمک مطالعه رفتار دینامیکی-مکانیکی مورد بررسی قرار گرفت. آزمون DMTA به منظور بررسی رفتار دینامیکی-مکانیکی و تعیین نوع آسودگی های مختلف و دمای انتقالات سه گانه در فرمولاسیون های پیشرانه های دو پایه و دوپایه بهبود یافته(CMDB) استفاده شد. نتایج نشان داد که در پیشرانه های دو پایه و دو پایه بهبود یافته دماهای آسودگی aT و β T دیده می شود، ولی دمای آسودگی ᵧ T دیده نمی شود. با افزایش ترکیب درصد مواد پر انرژی نیترآمینی (RDX) در پیشرانه دو پایه بهبود یافته، دماهای آسودگی به سمت مقادیر بالاتر انتقال می یابند. با کاهش درصد نیترو گلیسیرین نیز، رفتاری مشابه مشاهده می گردد. نتایج نشان داد نمونه های حاوی RDX از مدول فشاری بیشتری برخوردار بوده و ازدیاد طول تا نقطه شکست در آن ها با افزایش مقادیر RDX کاهش می یابد.

سازه های بتن مسلح کاربرد گسترده ای در ساخت بناها و زیرساخت های شهری و غیرشهری دارند و این زیرساخت ها همواره در معرض وقوع انفجارهای ناشی از حوادث عمدی یا سهوی هستند. در میان اعضای سازه ای، ستون ها المان های باربر کلیدی محسوب می شوند. در این مقاله، رفتار ستون های بتن مسلح با مقطع دایره ای و مربعی، که با جاکت های فولادی مقاوم سازی شده اند تحت بارگذاری انفجار بررسی و با یکدیگر مقایسه می شود. بر همین اساس، شش نمونه ستون دایره ای و شش نمونه ستون مربعی، که از نظر مشخصات مقطع و فولادگذاری معادل هستند، با استفاده از پکیج نرم افزاری ABAQUS مدل سازی شده است. اثر تغییرمیزان مقاومت بتن، آرماتورهای طولی و نیز مشخصات هندسی جاکت فولادی در مدل های اجزای محدود ستون های دایره ای ومربعی مطالعه شده است. همچنین، زیربرنامه ای در MATLAB نوشته شده تا با تغییر مقاومت بتن و درصد فولاد میزان تغییر در ظرفیت محوری و جانبی ستون را ارزیابی کند. براساس مهم ترین نتایج حاصل، ستون های دایره ای عملکرد بهتری در انفجار دارند. وجود جاکت فولادی علاوه بر افزایش ظرفیت انفجاری ستون، اثر سایر راه کارهای بهبوددهنده نظیر استفاده از بتن مقاوم تر و درصد فولاد بیشتر را تقویت می کند. این اثربخشی در ستون های دایره ای بالاتر از ستون های مربعی مشاهده شده است.

فسفر قرمز یکی از مهمترین آلوتروپ های عنصر فسفر می باشد، که کاربردهای نظامی و غیر نظامی فراوانی در مواد پیروتکنیک دارد. در طول نگهداری فسفر قرمز، همواره گازهای سمی فسفین آزاد و انواع اسیدهای خانواده ی فسفر تولید می شوند. یکی از روشهای متداول ارزیابی پایداری شیمیایی مهمات حاوی فسفر قرمز، اندازه گیری میزان فسفین آزاد شده می باشد. در این پژوهش ابتدا چهار نمونه از فسفر قرمز پوشش شده با اتیل سلولز، نیتروسلولز و ترکیب مضاعف آنها با HTPB تهیه شد. سپس تمامی نمونه ها پس از اندازه گیری میزان جذب رطوبت بعنوان عامل تأثیر گذار در کاهش پایداری، توسط روش ابداعی و تحت تاثیر حرارت و رطوبت، مورد عملیات کهولت تسریع یافته قرار گرفت و گازهای تولیدی شامل فسفین و اسیدهای خانواده فسفر پس از جذب در محلول کلرید جیوه بر اساس میلی لیتر سود مصرفی در تیتراسیون مورد سنجش پایداری قرار گرفتند. نمونه ی پوشش شده با پوشش مضاعف اتیل سلولزو HTPB، بهترین نتایج جذب رطوبت و آزاد سازی فسفین را در مقایسه با دیگر نمونه ها و فسفر قرمز شاهد نشان داد. سپس روند کهولت این نمونه در مدت زمان یک ماه براساس این روش تعیین کهولت مورد ارزیابی و مقایسه با نمونه شاهد فسفر قرمز قرار گرفت. در ادامه دو فرمولاسیون پیروتکنیک شامل فسفر قرمز شاهد و فسفر قرمز پوشش شده مورد ارزیابی کنترل کیفی آزادسازی فسفین و آنالیز حرارتی (به منظور محاسبه ی پارامترهای سینتیکی بر اساس معادلات کسینگر و استارینک) قرار گرفتند.

به دلیل انبارداری طولانی مدت سوخت، شناسایی پارامترهای مؤثر بر تخریب سوخت و پیش بینی زمان ماندگاری آن حائز اهمیت است. با توجه به لزوم استفاده از یک روش پیرسازی شتابدار قابل اطمینان و مؤثر برای پیش بینی زمان ماندگاری سوخت، ارائه روش کارآمد برای این منظور ضروری است. بیشتر تحقیقات انجام شده در این زمینه محدود به روش کلاسیک آرنیوس، و اندک تحقیقات باقیمانده دیگر نیز بر اساس روش برتلو انجام شده اند. ایراد اصلی این دو روش، کاربرد انحصاری آن ها برای شرایط پیرسازی هم دما است. در این تحقیق، روش جدید اندیس شدت واکنش برای پیش بینی زمان ماندگاری سوخت های مایع پیشنهاد می شود. سپس زمان ماندگاری سوخت سامین در شرایط هم دما توسط این روش پیش بینی و با نتایج روش آرنیوس مقایسه می شود. زمان ماندگاری پیش بینی شده توسط این روش در دماهای 20، 30، و ° C40 به ترتیب معادل 64/5، 37/2، و 05/1 سال است. این نتایج تطابق خوبی با زمان ماندگاری پیش بینی شده توسط روش کلاسیک آرنیوس که به ترتیب معادل 69/5، 39/2، و 06/1 سال است، نشان می دهد. بنابراین قابلیت اطمینان این روش، پیش بینی زمان ماندگاری سوخت برای شرایط انبارداری در دمای محیط را ممکن می سازد.

هدف این پژوهش بررسی اثر عوامل پخت [s1] دوگانه و سه گانه بر عمرکاربری سیستم بایندر برپایه HTPB با استفاده از عوامل پخت با واکنش پذیری کمتر، مانند IPDI و HDI همراه باTDI می باشد. در ابتدا سرعت واکنش پلیمریزاسیون در حضور هر یک از عوامل پخت TDI، IPDI و HDI به تنهایی با استفاده از روش رئولوژیکی در دمای ° C 60 بررسی شد که رفتار دو مرحله ای سینتیک پخت (برای TDI و IPDI) مشاهده شد. اندازه گیری عمر کاربری بایندرها با سیستم پخت دوگانه TDI: IPDI و TDI: HDI با نسبت 3: 1، به ترتیب عمرهای کاربری 285 دقیقه (حدود 12% افزایش نسبت به سیستم TDI یگانه) و 195 دقیقه (حدود 24% کاهش نسبت به سیستم TDI یگانه) را نشان داد. نکته مهم کاهش خلاف انتظار عمر کاربری بایندر با سیستم پخت دوگانه TDI-HDI می باشد که شاید بتوان بر این مبنا به HDI نقش کاتالیزوری نسبت داد. در ادامه به بایندر با سیستم پخت دوگانه TDI-IPDI (با عمر کاربری 285 دقیقه) عامل پخت سوم HDI اضافه شد. عمر کاربری بایندر با سیستم پخت سه گانه TDI-IPDI-HDI با 15 دقیقه کاهش به 270 دقیقه رسید که می تواند تأیید مجددی بر نقش کاتالیزوری HDI در پلیمریزاسیون باشد.