فهرست مطالب

مواد پر انرژی - سال هفتم شماره 1 (پیاپی 14، بهار 1391)

فصلنامه مواد پر انرژی
سال هفتم شماره 1 (پیاپی 14، بهار 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/06/27
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مصطفی نجفی، باقر سبحان منش صفحه 3
    هیدرازین یک ماده سمی و سرطان زاست که از طرق مختلف می تواند وارد بدن انسان شده و موجب مسمومیت و اثرات سوء بهداشتی گردد، لذا شناسایی و تعیین هیدرازین در محیط زیست از اهمیت بالایی برخوردار است. روش های الکتروشیمیایی برای تعیین هیدرازین به دلیل هزینه کم، قابلیت تبدیل به حسگر های میدانی، حساسیت و زمان پاسخ مناسب به صورت بالقوه از اهمیت زیادی برخوردارند. در این کار تحقیقاتی ابتدا پروسین بلو3 به روش شیمیایی سنتز شد، سپس رفتار الکتروشیمیایی الکترود خمیر کربن اصلاح شده با پروسین بلو در چند pH مختلف مطالعه گردید. نتایج نشان داد که اکسیداسیون هیدرازین در سطح الکترود اصلاح شده با پروسین بلو در بافر فسفات (4/7=pH)، در پتانسیل V 9/0 نسبت به الکترود مرجع Ag/AgCl انجام می گیرد. پاسخ الکترود با تغییر غلظت هیدرازین در دامنه غلظت 018/0 تا 4/2 میلی مولار خطی بوده و حد تشخیص اندازه گیری هیدرازین 5-10×7/1 مولار (3=S/N) بدست آمد. در نهایت کارایی روش برای تعیین هیدرازین در نمونه های آب با موفقیت آزمایش شد.
    کلیدواژگان: ذرات پروسین بلو، هیدرازین، الکترود خمیر کربن، ولتامتری چرخه ای
  • مارسلا جونگوا، اسواتوپلاک زمان، آدلا هوساروا صفحه 13
    حساسیت اصطکاکی (FS) پنج مورد نیترآمین خطی و هشت مورد نیترآمین حلقوی اندازه گیری شده و همبستگی آن با حساسیت ضربه ای (IS) و جابه جایی شیمیایی اتم های نیتروژن (15N) گروه های نیترآمینوی آنها که در مرحله آغازگری وارد می گردند، بررسی شده است. مقایسه متقابل حساسیت های اصطکاکی و ضربه ای نشان از وجود برخی همبستگی های جزیی می دهد که از ساختار مولکولی این مواد مشخص می باشد. مولفه همبستگی بین FS و جابجایی شیمیایی اتم های نیتروژن (15N) گروه های نیترو بهترین مطابقت را با همبستگی هایی دارد که در شیمی فیزیک آلی متداول می باشد. تفاوتی در مورد همبستگی مشابه برای حساسیت ضربه ای که به بهترین شکل توسط بکار بردن جابجایی شیمیایی 15N اتم های آزا در اغلب گروه های نیترآمینوی فعال قابل تفسیر است، وجود دارد. هر دوی این حساسیت ها در مکانیسم انتقال ضربه اولیه به مرکز واکنش مولکول متفاوت عمل می کنند.
    کلیدواژگان: اصطکاک، جابجایی شیمیایی 15N، ضربه، نیترآمین ها، حساسیت اصطکاکی، حساسیت ضربه ای
  • ناصر رهبر صفحه 19
    انتقال حرارت بیش از حد موجب نقایص مهمی در راکت ها خواهد شد. از جمله این نقایص می توان به کاهش خواص مکانیکی مواد و یا ذوب شدن جداره در اثر بالا رفتن دما اشاره نمود. از سوی دیگر در اثر توزیع غیریکنواخت درجه حرارت به خصوص در موتورهای سوخت جامد، تنش های حرارتی علاوه بر تنش های مکانیکی به وجود خواهند آمد. محاسبه توزیع دما و تنش های مکانیکی و حرارتی در جداره موتور راکت ها مورد توجه طراحان بوده است. در این مقاله نحوه محاسبه تنش های مکانیکی و حرارتی جداره موتور راکت های سوخت جامد با استفاده از روابط دینامیکی کاپل ترموالاستیسیته ارائه شده است. بدین منظور ابتدا معادلات دیفرانسیل حاکم بر مسئله بدست آمده و برای حل این معادلات از روش المان های محدود کمک گرفته شده است. سپس روش ارائه شده بر روی یک راکت واقعی مورد آزمایش قرار گرفته و اثر عایق حرارتی در کاهش دمای جداره و تنش های مکانیکی نشان داده شده است.
    کلیدواژگان: توزیع دما، تنش های حرارتی، ترموالاستیسیته، موتور راکت سوخت جامد، روش المان های محدود
  • رضا فارغی علمداری، زهرا حسین آبادی صفحه 27
    استفاده از آنتی اکسیدان ها در فرمول بندی پیشرانه های کامپوزیتی به منظور حفظ پایداری پیشرانه در طول مدت انبارداری اجتناب ناپذیر می باشد. در این مقاله، روش سنتز حد واسط 2- ترشیو بوتیل- 4- متیل فنل برای تولید آنتی اکسیدانA.O.2246 در حضور کاتالیست نانواسپینل بررسی شده است. ترشیوبوتیله کردن کاتالیستی پاراکرزول با استفاده از عامل های آلکیله کردن متیل- ترشیوبوتیل اتر و ترشیوبوتیل الکل به عنوان تابعی از دما، نسبت مولی مواد اولیه، نوع و مقدار کاتالیست، زمان و حلال با نانواسپینل های (1-0=x) Cu1-xCoxFe2O4 مورد بررسی قرار گرفته است. این کاتالیست ها با روش هیدروترمال سنتز شدند. ترشیوبوتیله کردن پاراکرزول دو محصول یعنی 2- ترشوبوتیل پاراکرزول و 2و6- دی ترشیوبوتیل پاراکرزول را داد. رابطه خوبی بین فعالیت، بر حسب تبدیل پاراکرزول و گزینش پذیری محصولات در مورد این واکنش، و خصوصیات اسید- بازی کاتالیست بدست آمده است. Cu0.5Co0.5Fe2O4 فعال ترین کاتالیست بدون در نظر گرفتن عامل آلکیله کردن است. تنها محصول این واکنش2- ترشیوبوتیل پارا- کرزول با گزینش پذیری %100 و تبدیل پاراکرزول با بهره %70 است. این نتایج اهمیت ترکیب 1:1 از Cu و Co و ضرورت غلظت های بهینه ای از اسید- باز را برای این واکنش نشان داد. مشخصات این کاتالیست ها با استفاده از روش XRD،FT-IR، SEM مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: سوخت جامد مرکب، سنتز A، O، 2246، ترشیوبوتیل دار کردن، آنتی اکسیدان، Cu1، xCoxFe2O4، نانواسپینل، کاتالیست
  • علی سیف الله زاده، سمانه محمدی، ایرج کهساری، علی صابری مقدم صفحه 39
    پیشرانه های ژلی دارای بخشی از خواص سودمند پیشرانه های مایع و جامد هستند و عموما حساسیت کمتری به ضربه، اصطکاک و تخلیه ی الکترواستاتیکی نسبت به پیشرانه های جامد دارند. پیشرانه های ژلی، سیال هایی غیرنیوتنی هستند که در آن ها خواص رئولوژیکی بر فرآیند اتمایز کردن و احتراق اثر گذار است. مقدار عامل ژل ساز، سرعت مخلوط کردن و زمان مخلوط کردن در فرآیند ساخت، تاثیر مهمی بر خواص ژل دارند. در این مقاله پارامترهای موثر بر روی خواص رئولوژیکی ژل نیترومتان غیرفلزی بررسی شده است. نتایج نشان داد که میزان عامل ژل کننده در حدود 5 % وزنی از ذرات دی اکسید سیلیسیم (آمورف، فیوم سیلیکا)، سرعت همزن در حدود 1000 دور بر دقیقه و زمان مخلوط کردن 150 دقیقه، مناسب ترین شرایط برای تهیه ی ژل پایدار نیترومتان است.
    کلیدواژگان: پیشرانه ی ژل، نیترومتان، فیوم سیلیکا، رئولوژی، پایداری
  • مرتضی قدم خیر، محمد جواد غلامی صفحه 49
    به دلیل کارایی بالستیکی مناسب و حداقل تنش و کرنش وارده بر لوله توپ و تفنگ و نیز قیمت پایین و سبکی وزن، پوکه های سوزشی کاربرد گسترده ای را در مهمات تانک و خمپاره پیدا کرده اند. در این مقاله، تنش های وارده بر لوله توپ در دوحالت مهمات با پوکه برنجی و سوزشی، با استفاده از نرم افزار آباکوس مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان داد که در مهمات با پوکه برنجی به دلیل تماس پوکه برنجی با لوله توپ نوسانات تنش در لوله توپ بیشتر می باشد. همچنین مقدار کرنش پلاستیک در لوله با پوکه سوزشی تقریبا یک سوم کرنش پلاستیک لوله با پوکه برنجی می باشد. به این ترتیب، استفاده از پوکه سوزشی، باعث وارد شدن تنش و کرنش کمتری به لوله توپ می شود.
    کلیدواژگان: تنش، کرنش پلاستیک، لوله توپ، لوله تفنگ
  • احسان زمانی، غلامحسین لیاقت، حمیدرضا شاهوردی صفحه 55
    فروریزش دینامیکی فوم های آلومینیوم در برابر ضربه صفحه ای سرعت بالا مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. در ضربه صفحه ای، فوم در اثر فشار ناشی از برخورد ورقی فلزی با خود فروریخته و متراکم می گردد. سرعت ابتدایی ورق می تواند با اعمال ایمپالس ناشی از انفجار بر روی سازه تامین گردد. در تحقیق حاضر، محاسبه ضخامت فوم برای جذب کامل انرژی تخریبی صفحه ضربه زن رویی، بعنوان هدف اصلی مدنظر قرار گرفته و معادلات لازم در دو رژیم انتشار یک بعدی موج شوک و موج الاستوپلاستیک استخراج گشته اند. نتایج این حل تحلیلی با نتایج حاصل از شبیه سازی عددی انجام شده از همخوانی خوبی برخوردار است.
    کلیدواژگان: فوم آلومینیوم، ضربه صفحه ای، فروریزش دینامیکی، آنالیز شوک، موج شوک، موج الاستوپلاستیک
|
  • M. Najafi, B.Sobhanmanesh Page 3
    Electrochemical behavior of a Prussian blue -modified carbon paste electrode and their applications to electrocatalytic activity for hydrazine oxidation. The electrochemical behavior and stability of the modified electrodes as well as electro-oxidation of hydrazine at the electrode were investigated using cyclic voltammetry method. At the modified electrode, the oxidation of hydrazine occurs at potentials where it is not observed at a bare carbon paste electrode. The modified electrodes exhibited potent and persistent electrocatalysis for hydrazine oxidation in 0.1M phosphate buffer (pH=¬7.4). The electrocatalytic current increased linearly with the hydrazine concentration in the range of 0.02-2.4 mM. The detection limit for hydrazine was estimated 1.7 10 5 M. The method was successfully applied for determination of hydrazine in water samples.
    Keywords: Prussian Blue, Hydrazine, Carbon Paste Electrode, Cyclic Voltammetry, Electrocatalysis
  • M. Jungov, Aacute, S. Zeman, A. Hus, Aacute, Rov, Aacute Page 13
    The friction sensitivity (FS) of five aliphatic linear and eight cyclic nitramines has been determined and was correlated with their impact sensitivity (IS) and 15N NMR chemical shits of the nitrogen of nitramino groups (which primarily react in initiation step of these polynitro compounds). A mutual comparison of the friction and impact sensitivities resulted in a series of partial relationships, which are determined from the molecular structure of these substances. The character of relationship between FS and 15N chemical shits of nitrogen atoms in nitro groups corresponds best with the relationships that are common in physical organic chemistry. In this respect it differs from the analogous relationship of impact sensitivity which is best interpreted by the application of 15N shifts of aza atoms in the most reactive nitramino groups. Both these sensitivities mutually differ in mechanisms of transfer of the primary impulse into the reaction centre of molecule.
    Keywords: Friction, 15N Chemical Shift, Impact, Nitramines, Friction Sensitivity, Impact Sensitivity
  • N. Rahbar Page 19
    Excessive heat transfer causes major defects on the rocket motors. For example, it will reduce mechanical properties of materials or causes melting of internal wall layers when temperature rises. In the other hand, non-uniform distribution of temperature in solid propellant motor shells, in addition to thermal stresses will develop mechanical stresses. Calculating the temperature distribution and thermal and mechanical stresses on the solid rocket motors were interested by the designers. In this paper, the manner of calculating the mechanical and thermal wall stresses on solid propellant rocket motors using dynamic coupled thermoelasticity equations relationships are presented. For this purpose, firstly differential equations governing the issue are resolved using the finite element method. The presented approach is applied and tested on a real rocket and the effect of thermal insulation in wall temperatures and mechanical stresses is shown.
    Keywords: Distribution of Temperature, Thermal Stresses, Thermoelasticity, Solid Propellant, Rocket Motor, Finite Element Method
  • R. Fareghi Alamdari, Z. Hosseinabadi Page 27
    Use of antioxidants in composite propellants formulation to import stability to the propellants during storage time is unavoidable. In this paper, the synthesis of 2-t-butyl p-cresol intermediate for the preparation of A.O.2246 using of nanospinels as catalyst is investigated. Tertiary butylation of p-cresol using of alkylating agents as methyl-tert-butyl ether and t-butyl alcohol is reconsidered using Cu1-xCoxFe2O4 (x = 0 to 1) nanospinels as a function of temperature, mole ratio, type and catalyst composition, time and solvent. These catalysts were synthesized using hydrothermal method. Tertiary butylation of p-cresol gives two products, namely, 2-tert-butyl p-cresol and 2,6-di-tert-butyl p-cresol. A good correlation was found between the activity, in terms of p-cresol conversion and various reaction product selectivity and the acid–base properties of catalysts. Cu0.5Co0.5Fe2O4, irrespective of the alkylating agents is most active catalyst. The only product of this reaction is 2-t-butyl p-cresol with selectivity of 100% and p-cresol conversion is 70%. These results illustrate the importance of a 1:1 combination of Cu and Co and the necessity for optimum concentrations of acid–base centers for this reaction. The characterization of these catalysts was investigated via X-ray diffraction (XRD).
    Keywords: Propellant, Tert, Butylation, Antioxidant, Cu1, xCoxFe2O4, Nanospinel, Acidity
  • A. Seifolazadeh, S. Mohammadi, I. Kohsari, A. Saberi Moghaddam Page 39
    Gel propellants possess some of the advantageous properties of both liquid and solid propellants. They are generally less sensitive to impact, friction and electrostatic discharge compared to solid propellants. The gel propellants are as non-Newtonian fluids, rheological properties of which affect the processes of atomization and combustion. The amount of gelling agent, the mixing speed and time are the main factors in production process which affect the gel properties. In this paper, the effective parameters on rheological properties of non-metallized nitromethane gel were investigated. The results showed that the amount of the gelling agent of about 5% of fumed silica, impeller speed of about 1000 rpm and mixing time of about 150 minutes are the most suitable conditions for the preparation of nitromethane stable gel.
    Keywords: Gel Propellant, Nitromethane, Fumed Silica, Rheology, Stability
  • M. Ghadamkheir, M. J. Gholami Page 49
    Because their favorable ballistic performance and low stress and strain caused on the canon and gun pipes and also their low prices and light weights, the combustion cartridges have a widespread utilization in artillery, tank, and mortar ammunitions. In this paper, stresses on the cannon pipe, in two cases of brass and combustion ammunition cartridge were analyzed using Abaqus finite element software. Cannon pipe stress increased in the ammunition with brass cartridge because of cartridge contact with pipe. Also, plastic strain in the pipe caused by combustion cartridge is 33% of which caused by brass cartridge. Results indicate that the use of combustion cartridge caused less stress and strain on the gun pipe.
    Keywords: Abaqus, Combustion Cartridge, Stress, Plastic Strain, Cannon Pipe, Gun Pipe
  • E. Zamani, G. H. Liaghat, H. R. Shahverdi Page 55
    The impact of a massive plate on an initially stationary foam layer is considered. Analytical solution for dynamic deformation of foam materials for two shock wave and elastoplastic wave propagation regimes are developed. Explicit finite element simulation of the collapse of the foam's cells and their compaction behind the shock front are carried out. The numerical prediction is found to be in a desirable agreement with the analytical results.
    Keywords: Aluminum Foam, Plate Impact, Dynamic Crushing, Shock Analysis, Shock Wave, Elastoplastic Wave