فهرست مطالب

مواد پر انرژی - سال دوم شماره 1 (پیاپی 3، بهار و تابستان 1386)

فصلنامه مواد پر انرژی
سال دوم شماره 1 (پیاپی 3، بهار و تابستان 1386)

  • 90 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1387/01/05
  • تعداد عناوین: 11
|
  • علی صابری مقدم، مرتضی اکبرآبادی صفحه 3
    پیشرانه های ژل در زمره پیشرانه های پیشرفته ای هستند که آنها را می توان حالت بهینه شده پیشرانه های مایع دانست. ایمپالس ویژه بالا، دانسیته مناسب، ایمنی بیشتر نسبت به پیشرانه های مایع و جامد و قابلیت مدیریت تراست از جمله مزایای این پیشرانه ها نسبت به پیشرانه های متعارف جامد و مایع می باشد. در طی دهه های اخیر تحقیقات وسیعی جهت ساخت، کنترل کیفیت، احتراق و بکارگیری این پیشرانه ها صورت گرفته است. از جمله کاربردهای این پیشرانه ها، بکارگیری آنها در پیشرانش اژدرها، موشکهای کروز و هوازی، موشکهای تاکتیکی هوشمند، سیستمهای پرتاب ماهواره، بوستر موشکهای پیشرفته و سیستمهای پرتاب صندلی خلبان می باشد. در این تحقیق مقالاتی که تاکنون در زمینه ساخت پیشرانه های ژل منتشر شده مورد مطالعه و تجزیه و تحلیل قرار گرفته اند و آنگاه خواص و ویژگی های پیشرانه های ژل، پارامترهای مهم برای ساخت این پیشرانه ها و سپس روش ساخت مهمترین سوختها و اکسیدکننده های ژل پیشرانه های دوتایی ارایه گردیده است. در ادامه سیمولنتهای ژل، کاربرد آنها و روش های ساخت آنها بیان گردیده است. با توجه به مطالعات انجام شده و به منظور بررسی امکانپذیری ساخت ژل MC-H2O، ساخت سیمولنت ژل MC-H2O در آزمایشگاه انجام شد و رفتار ریولوژیکی این ژل مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که ژل MC-H2O دارای رفتار ریولوژیکی خوبی است و می تواند به عنوان سیمولنت مناسبی برای پیشرانه های ژل UDMH به کار برده شود.
    کلیدواژگان: پیشرانه ژل دوتایی، هیدرازین، مونو متیل هیدرازین، کروزین، IRFNA، N2O4، سیمولنت، MC، H2O، MC، UDMH
  • علی قدمی، حمیدرضا بهاروندی *، ناصر احسانی، حسین عبدی زاده، جعفر اسکندری جم صفحه 19

    کاربید بور یکی از مواد فوق العاده سخت می باشد که کاربردهای مختلفی از جمله صفحات زرهی، نازل موشک ها، ابزارهای برشی، اجزای مقاوم پوششی، مواد جاذب نوترون و غیره پیدا کرده است. یکی از موانع استفاده گسترده صنعتی کاربید بور استحکام تقریبا پایین (MPa 400-200)، قابلیت سینترپذیری ضعیف و تافنس شکست کم (MPam1/2 3-2) می باشد که از مشکلات کاربرد آن به شمار می رود. با توجه به اینکه کاربید بور خالص به سختی تا حدود 80 درصد دانسیته تئوری سینتر می شود (به دلیل پیوند کووالانت قوی و دیفوزیون پایین) فازهای ثانویه مختلفی به عنوان کمک سینتر به آن افزوده می شود. در این تحقیق تاثیر افزودنی SiB6 به عنوان کمک سینتر بر رفتار سینتر پذیری و خواص مکانیکی کاربید بوربه عنوان یک ماده مقاوم در برابر پرتابه های نفوذی بررسی شده است. مقدار صفر تا ده درصد وزنی از کمک سینتر SiB6 به کاربید بور جهت بهبود سینترپذیری و افزایش خواص مکانیکی اضافه شده و رفتار سینترپذیری آن در دماهای °C 2050 و °C2150 همراه با خواص مکانیکی مورد بررسی قرار گرفت. افزودن SiB6 باعث بهبود قابلیت سینترپذیری و افزایش دانسیته کاربید بور شده که ماکزیمم آن برای نمونه های حاوی 5% وزنی کمک سینتر برابر با 98% دانسیته تئوری بدست آمد. خواص مکانیکی مانند میکروسختی، استحکام خمشی و تافنس شکست نیز با افزایش درصد کمک سینتر تا 5% وزنی بهبود و با افزایش بیشتر کمک سینتر این خواص کاهش یافت.

    کلیدواژگان: کاربید بور، سینتر، هگزا بورید سیلیسیم، تافنس شکست، تخلخل
  • امیر رفاهی، جمال زمانی، حسین قزل ایاق صفحه 27
    در این مقاله، گزارشی در خصوص طراحی و ساخت یک دستگاه ایمپالس متر (پاندول بالستیک) همراه با آزمایش تجربی ارائه می گردد. بعد از طراحی و ساخت دستگاه، تعدادی آزمایش عملی برای مطالعه رفتار ایمپالس متر در برابر بارگذاری انفجاری انجام گرفته است. ماده منفجره در جرمها و فواصل مختلف از صفحات ایمپالس متر، قرار داده شده و با حرکت محوری صفحات، مقدار ماکزیمم زاویه چرخش در هر بار بارگذاری به عنوان پارامتر اولیه جهت اندازه گیری ایمپالس یا ضربه وارده در اثر انفجارهای مختلف اندازه گیری می شود. برای بررسی پدیده ایمپالس مجموعه ای از مدل های تحلیلی با استفاده از تئوری موج ضربه و روابط دینامیکی جهت محاسبه میزان ماکزیمم زاویه چرخش صفحات ایمپالس متر ارائه شده است. مقادیر حاصل از آزمایشات با مقادیر حاصل از روابط تئوری مقایسه گردیده و رابطه بین این مقادیر با تعریف تابع خطا بین داده ها بدست آمده است. این رابطه با خطای کمتر از 10 در صد می تواند ایمپالس وارده از بارگذاری انفجاری را محاسبه کند.
    کلیدواژگان: بارگذاری انفجاری، موج شوک، تکانه، پاندول بالستیک
  • سیدمهدی عطیفه، حسین مومنیان، ابوالقاسم مقیمی صفحه 35
    طراحی تسلیحات آینده نیاز به فرمولاسیون هایی از پیشرانه و مواد انفجاری داردکه دارای کارایی بالا (انرژی خروجی) و آسیب پذیری کم در هنگام انبارداری و حمل و نقل باشد. ترکیبات حاوی گروه آزید گذشته از افزایش انرژی، بخاطر تولید میزان گاز زیاد مورد توجه می باشند. این عوامل می توانند سرعت سوزش را افزایش و اثر موج انفجار مواد انفجاری قوی را تشدید نماید.
    در این مقاله، روش های کلی تهیه ترکیب پرانرژی آزیدی از سلولز یا نیتروسلولز ارایه و روش های تجربی تهیه ترکیب آزیدو داکسی سلولز نیترات از نیترو سلولز و نمک فلزی آزید در حلال های آپروتیک بحث شده است. حضور گروه عاملی آزید و افزایش درصد ازت محصول توسط طیف سنجی مادون قرمز و آنالیز عنصری تایید شد. گرمای انفجار و حجم گاز حاصل از این ترکیب نیز توسط کالریمتر و گازومتر اندازه گیری شد.
    کلیدواژگان: ترکیب پر انرژی آزیدی، نیتروسلولز، آزیدوداکسی سلولز، گرمای انفجار، حجم گازهای انفجار
  • یدالله بیات، حسین دهقانی، ویدا زینالی صفحه 43
    HMX از ترکیبات منفجره پرقدرتی است که امروزه در مقیاس صنعتی تولید می شود. یکی از مراحل حساس و مهم در تولید این ترکیب، کریستالیزاسیون می باشد. در این مقاله روش حلال ضد حلال برای تهیه HMX بسیار ریز مورد بازنگری قرار گرفته است. پارامترهای موثر از جمله مقدار و نوع حلال و ضدحلال، دور همزن و غلظت نمونه برای رسیدن به دانه بندی بسیار ریز (یک میکرون) بهینه شده است. سهولت تنظیم پارامترهای موثر بر دانه بندی، کوتاه بودن زمان فرایند، سرعت تولید بالا، سهولت هسته گذاری و تداوم شرایط فوق اشباعی پیوسته در حین رشد از مشخصات اصلی روش ارائه شده می باشد. در این روش با افزودن محلول HMX ضد حلال آب، حلالیت HMX کاهش یافته و در شرایط تلاطم بسیار بالا ذرات اکتوژن بسیار ریز بدست می آید.
    کلیدواژگان: کریستالیزاسیون، HMX، اکتوژن، دانه بندی، حلال، ضد حلال
  • علیرضا کمالی، سیدمحمدمهدی هادوی، حکمت رضوی زاده صفحه 49
    پرکلرات پتاسیم (KClO4) ازجمله مواد پرانرژی مهم به شمار می رود. در این تحقیق رفتار حرارتی این ماده با استفاده از روش آنالیز حرارتی DTA مورد بررسی قرار گرفت. مطابق با نتایج بدست آمده، این ماده در نرخ گرمایش°C/min 5 در دمای°C 305 دچار استحاله گشته، در دمای°C588 ذوب شده و در یک دمای بالاتر تجزیه می گردد. ملاحظه شد که با افزایش نرخ حرارت دهی، دماهای بحرانی افزایش می یابد. از طرف دیگر در نرخ گرمایش? C/min 15 با کاهش اندازه ذرات از حدود mm300، دماهای بحرانی کاهش یافته و در اندازه ذرات معادل nm50 به حالت تعادلی نزدیک می گردد. همچنین انرژی فعال سازی تجزیه این ماده با استفاده از روش هم تبدیل نوع کسینجر تعیین شد. مقدار اندازه گیری شده معادل J/mol215، قابل مقایسه با مقدار تعیین شده به روش های دیگر می باشد.
    کلیدواژگان: پرکلرات پتاسیم، آنالیز حرارتی، انرژی فعال سازی، نرخ گرمایش، اندازه ذره
  • حسین بیسادی، حسین مهمان نواز صفحه 59
    به منظور اجتناب از تکرار آزمایشهای عملی، فرآیند شکل دهی انفجاری دو صفحه نامتجانس با تغییر شکل پلاستیکی مورد بررسی تحلیلی و عددی قرار گرفته است. سپس مدل تحلیلی ارائه شده با توجه به اصل بقای انرژی، رعایت شرایط تکیه گاهی و لحاظ نمودن مقادیر بحرانی ضربه و تغییر شکل تدوین شده است. ماکزیمم تغییر شکل ورق و احتمال گسیختگی با توجه به خواص مکانیکی صفحه ها پیش بینی می شود. به جهت دینامیکی بودن بار های وارده، از نرم افزارهای LS-DYNA و ANSYS کمک گرفته شده و نتایج حاصل، با مقدار تحلیلی مقایسه و تطابق نسبتا خوبی مشاهده شده است.
    کلیدواژگان: تحلیل تنش، شکل دهی انفجاری، صفحات غیر هم جنس
  • فرم عضویت در انجمن
    صفحه 79
  • راهنمای تدوین مقالات
    صفحه 80
  • چکیده مقالات به انگلیسی
    صفحه 83
|
  • A.Saberi-Moghadam, M. Akbarabadi Page 3
    Gelled propellants are improved propellants that can be considered as the final extension of liquid propellants. High specific impulse, good density, a safety better than that of both solid and liquid propellants and thrust management ability are some of the advantages of these propellants compared with common solid and liquid propellants. In early decades, an extensive research has been carried out on making, quality control, combustion and application of these propellants. Gelled propellants can be used in air breathing systems, pilot seat ejection systems, smart propulsion missiles, advanced launch-vehicle boosters, etc. In this research a review of the papers on making gelled propellants was carried out, on the basis of which,the basic properties and characteristics of gelled propellants are described. Then methods for making important gel fuels and oxidizers such as, hydrazine, mono methyl hydrazine (MMH), unsymmetrical dimethyl hydrazine (UDMH), kerosene, inhibited red fuming nitric acid (IRFNA) and nitrogen tetroxide are presented. Next gelled simulants, their applications and preparation methods as a background for making main gelled propellants are described. In order to study the possibility of making MC-UDMH gelled propellants, MC-H2O gelled simulant was made in the laboratory and the rheological behavior of this simulant was investigated. Results showed that the prepared MC-H2O gel has good rheological behavior and can be used as a simulant for UDMH gelled propellants.
  • A. Ghadami, H.R. Baharvandi, N. Ehsani, H. Abdizadeh, J.Eskandari Jam Page 19

    Because of their excellent properties such as extremely high hardness, wear resistance, low specific weight, high cross section for neutron absorption and resistance to chemical attacks, boron carbide based ceramics have great potential for industrial applications such as armor sheets, rocket nozzles, cutting tools, high temperature resistant coating, neutron-absorbing materials, etc. In spite of its unique properties, boron carbide has some disadvantages like relatively low strength (200-400MPa), low sinterability and low fracture toughness which have restricted its applications. Due to the presence of strong covalent bond and low diffusion rate, densification of boron carbide above 80% of theoretical density is very difficult. To reduce these problems, a number of secondary phases were added to B4C as sintering aids. It this paper, the effect of SiB6 additive on the sintering behavior and mechanical properties of boron carbide was investigated. It was found that the addition of 0-10% of SiB6 to B4C led to a remarkable improvement in the sinterability and density of boron carbide. The maximum theoretical density of 98% was obtained by 5% SiB6 addition. The mechanical properties such as microhardness, bending strength and fracture toughness were also increased with SiB6 increasing up to 5%. As the amount of SiB6 was increased further, the mechanical properties were reduced.

  • A. Refahi, J. Zamani, H.Ghezelaiagh Page 27
    Extensive experimental tests have been carried out in order to investigate the behavior of Impulse meter (Ballistic Pendulum) subjected to blast loading. Explosives were situated at a given stand-off distance in front of Impulse meter plates, which were attached to the bob of the Impulse meter. Using these test set-ups, the maximum swing angle of the plates of Impulse meter after each test was used to calculate the energy and impulse to be transfer from the blast loading. Tests were carried out by varying the plate and charge mass as well as the stand-off distance. In order to investigate impulse phenomenon, an analytical solution based on shock wave theory and dynamic equations was proposed to describe the behavior of pendulum plates swing angle under blast loading. Finally, experimental results were compared with theoretical results.
  • S.M. Atifeh, H. Momenian, A. Moghimi Page 35
    The design of future weapons systems requires the use of explosive and propellant formulations having enhanced performance (energy output) and reduced vulnerability during storage and transportation. Apart from the additional energy of the azido group containing compounds, they are also interesting because of their high gas production rate (nitrogen release). This can increase the burning rate and intensify the effect of the blast waves of high explosives.In this article, general methods of preparation of energetic azide compounds (II) from cellulose or nitrocellulose (I) and the experimental method of preparation of azidodeoxycellulose nitrate from nitrocellulose, metal azide in aprotic solvents have been discussed. The presence of azido groups and the enhancement of nitrogen percent were confirmed by IR spectroscopy and elemental analysis. Heat of explosion and the value of gases were measured by calorimetry and gasometry.
  • Y. Bayat, H. Dehghani, V. Zeinali Page 43
    Octogen or HMX is one of the most powerful explosives which produced in large scale. Crystallization is one of the most critical steps in production of HMX. This paper is related to an invention to produce crystalline HMX with 1 micron average particle size, when the particle size of explosive reaches the grade of sub-micron, it impact sensitivity reduces sharply. In this research all affecting parameters such as solvent and antisolvent, mixing speed, concentration are optimized. Easy to adjust parameters affecting on particle size, short operation time are the main special characteristics of this method. Other advantages are easy to nucleation, continually super saturation condition during particle growth and improving the crystal defects. In this method ultrafine HMX is produced due to decreasing of HMX solubility with addition of HMX solution to an antisolvent.
  • A. Kamali, S.M.M. Hadavi, H. Razavizadeh Page 49
    Potassium perchlorate is an important energetic material. In this study, the thermal properties of this material were investigated by differential thermal analysis (DTA). The results show that the transition phase and the melting point of KClO4 occur at 305 and 588°C respectively and KClO4 decomposes at a higher temperature the activation energy of KClO4 decomposition was measured by Kissinger type isoconversional method. Activation energy obtains 215kj/mol that has a good agreement with that measured via other methods. It was seen that at a high heating rate of 15°C/min critical temperatures decreased with particle size from nearly 300μm and reached equilibrium temperatures when the particle size was~ 50nm.
  • H. Bisadi, H. Mehmannavaz Page 59
    To avoid the repetition of experimental tests, the process of explosive forming for two nonhomogenous plates withe plastic deformation was investigated both theoretically and numerically. Then the analytic model was developed based on the principle of energy conservation, obuerving boandary conditions and considering the critical amount of impact and deformation. The maximum deformation of plate and the possibility of rupture were predicted with depending on the mechanical properties of plates. ANSYS and LS-DYNA software were used due to the dynamic nature the loads and the numerical results were compared with the analytic values and a fairly good similarity was obsereved.