فهرست مطالب

مجله تحقیق و توسعه مواد پرانرژی
سال یازدهم شماره 1 (پیاپی 25، بهار و تابستان 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/07/23
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مروری بر روش های تولید TNT با در نظر گرفتن ملاحظات زیست محیطی
    یونس موسایی اسکویی *، حسن فتاحی، رامین فرازمند، رحیمه اسماعیل زاده صفحات 3-12
    جهت استفاده از TNT در صنایع نظامی، بایستی ناخالصی های این ماده حذف شوند. مراحل بعدی نیتراسیون بر روی متا-نیترو تولوئن (محصول فرعی مرحله اول نیتراسیون) منجر به تشکیل محصولات نامتقارن می گردد که در مرحله شستشو، باعث تولید آب قرمز می شوند. این ماده در محیط زیست برای مدت ها باقی مانده و باعث آلودگی محیط زیست می گردد. بنابراین جلوگیری از تولید متا-نیترو تولوئن به عنوان نکته کلیدی در جلوگیری از تولید آب قرمز می باشد. از این رو، در حال حاضر تحقیقات گسترده ای بر روی روش های اصلاح شده نیتراسیون، تحت عنوان روش های سبز، در حال بررسی هستند. در این مقاله، مروری جامع بر روی روش های جدید نیتراسیون تولوئن از طریق تغییر عوامل نیتره کننده، کاتالیست ها، واکنش های میانی، سینتیک فرآیند، مکانیسم و مطالعات مهندسی فرآیند صورت گرفته است
    کلیدواژگان: تری نیترو تولوئن، آب قرمز، نیتراسیون تولوئن، اسیدهای جامد، نیتراسیون انتخابی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • سنتز و ارزیابی فعالیت کاتالیزوری نانوبلورهای اسپینلی MnFe2O4 و Co3O4-Pb3O4 در تجزیه تک پیشرانه هیدروژن پراکسید
    سید لطف الله شریفی آل هاشم *، علی سلمانی اسکلو صفحات 13-20
    نانو بلورهای اسپینلی مختلط به دلیل کارکرد ویژه ای که به عنوان نانو بلورهای اسپینلی مختلط به دلیل کارکرد ویژه ای که به عنوان کاتالیزور در تجزیه ی هیدروژن پراکسید دارند، مورد توجه قرار گرفته اند. در این تحقیق، نانوکاتالیزورهای MnFe2O4، Co3O4، Pb3O4، Co0.5Zn0.5Fe2O4 و Co0.5Mn0.5Fe2O4 با استفاده از روش همرسوبی سنتز شدند. نمونه های سنتزی با استفاده از الگوی پراش اشعه ی ایکس، تصاویر میکروسکوپ الکترونی و طیف بینی فرو سرخ، مشخصه یابی شدند. اندازه ی نانوذرات به دست آمده با توجه به داده های الگوی XRD و معادله ی شرر، محاسبه گردید. نانوکاتالیزورهای به دست آمده برای تجزیه ی هیدروژن پراکسید، مورد آزمایش قرار گرفتند. فعالیت کاتالیزوری نانوبلورهای نامبرده با استفاده از تکنیک حجم سنجی اکسیژن آزاد شده، تعیین گردید. با توجه به خواص ویژه ی کاتالیزوری سرب اکسید و کبالت اکسید در تجزیه ی هیدروژن پراکسید، از آن ها به عنوان دوپانت در ساختار نانوبلور اسپینلی آهن - منگنز اکسید استفاده شد. نتایج حاکی از برتری قابل ملاحظه ی سرب اکسید نسبت به دوپانت کبالت اکسید بود. به گونه ای که دوپانت سرب، به عنوان تقویت کننده ی کاتالیست، 100 میلی لیتر اکسیژن را در مدت 90 ثانیه، ولی دوپانت کبالت، همان حجم گاز را در 100 ثانیه آزاد می کند. همچنین فعالیت کاتالیزوری اسپینل های فریتی سه جزئی مطالعه گردید که نتایج حاکی از فعالیت زیاد اسپینل های فریتی دو جزئی در مقایسه با اسپینل های سه جزئی بود.کاتالیزور در تجزیه ی هیدروژن پراکسید دارند مورد توجه قرار گرفته اند. در این تحقیق، نانوکاتالیزورهای MnFe2O4، Co3O4، Pb3O4، Co0.5Zn0.5Fe2O4 و Co0.5Mn0.5Fe2O4 با استفاده از روش همرسوبی سنتز شدند. نمونه های سنتزی با استفاده از الگوی پراش اشعه ی ایکس، تصاویر میکروسکوپ الکترونی و طیف بینی فرو سرخ، مشخصه یابی شدند. اندازه ی نانوذرات به دست آمده با توجه به داده های الگوی XRD و معادله ی شرر، محاسبه گردید. نانوکاتالیزورهای به دست آمده برای تجزیه ی هیدروژن پراکسید، مورد آزمایش قرار گرفتند. فعالیت کاتالیزوری نانوبلورهای نامبرده با استفاده از تکنیک حجم سنجی اکسیژن آزاد شده، تعیین گردید. با توجه به خواص ویژه ی کاتالیزوری سرب اکسید و کبالت اکسید در تجزیه ی هیدروژن پراکسید، از آن ها به عنوان دوپانت در ساختار نانوبلور اسپینلی آهن - منگنز اکسید استفاده شد. نتایج حاکی از برتری قابل ملاحظه ی سرب اکسید نسبت به دوپانت کبالت اکسید بود. به گونه ای که دوپانت سرب، به عنوان تقویت کننده ی کاتالیست، 100 میلی لیتر اکسیژن را در مدت 90 ثانیه، ولی دوپانت کبالت، همان حجم گاز را در 100 ثانیه آزاد می کند. همچنین فعالیت کاتالیزوری اسپینل های فریتی سه جزئی مطالعه گردید که نتایج حاکی از فعالیت زیاد اسپینل های فریتی دو جزئی در مقایسه با اسپینل های سه جزئی بود.
    کلیدواژگان: تجزیه ی کاتالیزوری هیدروژن پراکسید، نانوبلورهای اسپینلی، آهن، منگنز اکسید، سرب اکسید، کبالت اکسید
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • مقایسه خواص شیمیایی و بالستیکی پیشرانه های کامپوزیتی اکسترود شده با حساسیت پایین با پیشرانه های بر پایه NG
    محمد مولایی *، عباسعلی مقیسه، محمد فردوسی صفحات 21-30
    افزایش کارایی توام با کاهش حساسیت یک پیشرانه همواره مد نظر مراکز تحقیق و توسعه مواد پرانرژی بوده است. بدبن منظور تلاشهایی در خصوص حذف نیتروگلیسیرین از فرمولاسیون ضمن حفظ کارایی سیستم پیشرانه صورت گرفته که منجر به ایجاد تکنولوژی جدیدی به نام پیشرانه های کامپوزیتی اکسترود شده با حساسیت پایین (ECL) شده است. در این روش حساسیت پیشرانه کاهش و ایمنی افزایش می یابد. ضمن اینکه کارایی بالستیکی پیشرانه در نتیجه ی افزایش دانسیته توده و محتوی انرژی، صعودی بودن رفتار احتراقی و کاهش حساسیت دمایی آن، به مقدار قابل توجهی افزایش می یابد. در این مقاله به معرفی پیشرانه های ECL پرداخته و خواص شیمیایی و بالستیکی آن با دیگر پیشرانه های متداول مقایسه شده است.
    کلیدواژگان: پیشرانه ECL، پایداری شیمیایی و بالستیکی، پیشرانه با حساسیت کم، پیشرانه کامپوزیتی اکسترود شده
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • آثار به کارگیری نانوذرات در پیشرانه های جامد مرکب
    سیدعباس وزیری *، محمدحسین کاوسی قاضلو، مرتضی غفوری صفحات 31-42
    پیشرانه های جامد مرکب موادی هستند که متشکل از اکسیدکننده، بایندر آلی، سوخت فلزی، افزودنی و دیگر اجزا می باشند. امروزه اندازه ذرات پرانرژی، به دلیل فواید عملکردی مورد توجه قرارگرفته است. یک روش شناخته شده برای افزایش واکنش پذیری افزودنی در فرمولاسیون پیشرانه ها، کاهش اندازه ذرات است. نانوذرات به دلیل نسبت مساحت سطح به حجم زیاد، اثرات قابل توجهی بر خواص پیشرانه های جامد مرکب می گذارند. افزایش سرعت اشتعال، افزایش سرعت سوزش، بهبود کیفیت سوزش، کاهش دمای تجزیه حرارتی، افزایش ویسکوزیته و اثرات متفاوت بر خواص مکانیکی و حساسیتی از نتایج به کارگیری نانوذرات در فرمولاسیون پیشرانه های جامد مرکب است.
    کلیدواژگان: پیشرانه جامد مرکب، نانوذرات، خواص احتراقی، خواص فیزیکی، خواص مکانیکی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بررسی حساسیت به موج شوک و ضربه در پیشرانه های جامد مرکب
    اسماعیل بلاغی اینالو، محمدعلی دهنوی *، ابراهیم بلاغی اینالو صفحات 43-52
    در این مقاله عوامل موثر بر حساسیت به موج شوک و ضربه در پیشرانه های جامد مرکب از قبیل موازنه اکسیژن، تخلخل، اندازه ذرات اجزا موجود در پیشرانه و مکانیسم آتش گیری مطالعه شده است. حساسیت به موج شوک معمولا تحت تاثیر اجزاء پرانرژی پیشرانه ها مثل اکسیدکننده و سوخت قرار دارد و تغییر درصد وزنی اجزاء، اندازه ذرات و نیز نوع فرآیند تولید تعیین کننده خواص حساسیتی پیشرانه می باشد. بررسی ها نشان می دهد که حساسیت به موج شوک پیشرانه های جامد مرکب با افزایش موازنه اکسیژن، افزایش تخلخل و کاهش اندازه ذرات نیترامین و افزایش اندازه ذرات AP، افزایش پیدا می کند. حساسیت به ضربه پیشرانه های جامد مرکب نیز به موازنه اکسیژن و میزان تخلخل موجود در ساختار پیشرانه بستگی دارد.
    کلیدواژگان: حساسیت به موج شوک، حساسیت به ضربه، پیشرانه جامد مرکب، موازنه اکسیژن، تخلخل
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بررسی تحلیلی و عددی ضخامت آستری خرج گود
    سید علیرضا تفرشی، فرهاد ستوده* صفحات 53-60
    یکی از کاربردهای مواد پرانرژی در صنایع نظامی، سر جنگی های خرج گود است. مهم ترین کاربرد این نوع سرجنگی ها، نفوذ درون هدف است. برای این امر، عوامل متعددی در طراحی خرج گود موثر هستند. ضخامت آستری (لاینر) از تاثیرگذارترین عوامل در طراحی خرج گود است که نقش بسزایی در سرعت جت و عمق نفوذ در هدف دارد. در این مقاله در ابتدا حل تحلیلی برای آستری با ضخامت 5/1 میلی متری انجام شد و نتایج آن با نتایج عددی مقایسه گردید تا میزان اعتبار نتایج عددی، نشان داده شود. سپس با استفاده از کد غیرخطی AUTODYN ضخامت های 1، 5/1، 5/2 و 5/3 میلی متری برای آستری خرج گود مورد نظر، در نظر گرفته شد و پارامترهای عملکردی از قبیل سرعت جت، زمان گسیختگی و عمق نفوذ حاصل از این ضخامت ها در هدف با جنس فولاد 1006 باهم مقایسه گردید. نتایج این مقایسه نشان داد که آستری با ضخامت 5/1 میلی متری دارای بیشترین عمق نفوذ است.
    کلیدواژگان: ضخامت آستری، کد غیر خطی AUTODYN، نفوذ، سرعت جت، زمان گسیختگی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • معرفی پایدارکننده ها در پیشرانه های جامد دو پایه
    رحیمه اسماعیل زاده *، رضا آرامی شام اسبی صفحات 61-76
    تجزیه خودکاتالیستی پیشرانه های تک پایه و دو پایه، منجر به تولید رادیکال های اکسیدهای نیتروژن می باشد. رادیکال های تولید شده ضمن کاهش انرژی داخلی پیشرانه، فرآیند تجزیه را نیز تسریع می کنند. برای مقابله با این فرآیند معمولا از موادی با عنوان پایدارکننده در فرمولاسیون این نوع پیشرانه ها استفاده می شود. پایدارکننده های متداول معمولا سمی هستند، لذا تلاش برای کاهش سمیت و افزایش قدرت پایدارکنندگی بیشتر مورد توجه محققان قرار دارد. وجود گروه های فنیلی و الکترون کشنده و الکترون گیرنده به صورت متعدد در ساختار پایدارکننده های پلیمری، قدرت پایدارکنندگی آنها به طور محسوسی افزایش داده است. با توجه به اهمیت این موضوع، در این مقاله، به صورت اجمالی به بررسی چند پایدارکننده غیرسمی و پلیمری پرداخته شده است
    کلیدواژگان: پیشرانه دو پایه، پایدارکننده غیرسمی، پایدارکننده پلیمری
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
|
  • Novel Nitration Methods of Toluene for the Production of TNT Respecting to Environmental Aspects
    Y. Mosaei Oskoei*, H. Fattahi, R. Farazmand, R. Esmaelzadeh Pages 3-12
    In order to use TNT in military industries, its impurities have to be removed. The further nitration ofm-nitrotoluene (by-product of the first step nitration), cause to the formation of asymmetric products which during the purification step,thesetri-nitrated and asymmetric products lead to the formation of red water as a main environmental pollutant. This pollutant remains in the environment for a long time and cause several environmental pollution. Hence, avoiding from m-nitrotoluene production in the first step of nitration is a key point in the prevention of red water formation. So, several modified nitration methods are being investigated as green methods. In this paper, we review the new toluene nitration methods by changing the nitraton agents, catalysts, intermediate reactions, procedure kinetics, mechanism, and process engineering.
    Keywords: Trinitrotoluene, Red Water, Toluene Nitration, Solid Acids, Selective Nitration
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Synthesis and Evaluation of Catalytic Activity of MnFe2O4 and Co3O4-Pb3O4 Spinel Nanocrystals on Decomposition of Hydrogen Peroxide as a Monoproplant
    S. L. Sharifi Alehashem*, A. Salmani Oscolu Pages 13-20
    Mixed spinel nanocrystals have captured the attention of scientist in the field for their catalytic activity in decomposition of hydrogen peroxide. In this study nanocatalysts MnFe2O4, Co3O4, Pb3O4, Co0.5Zn0.5Fe2O4 and Co0.5Mn0.5Fe2O4 were synthesized by co-precipitation method. The synthetic samples were characterized by XRD patterns, SEM images and IR spectroscopy. The size of the nanoparticles was calculated from the Scherrer equation and XRD patterns. Nanocatalysts were tested for the decomposition of hydrogen peroxide. The catalytic activity of these nanocrystals was determined by the oxygen volumetric technique. Decomposition of hydrogen was examined by produced nanocatalysts and as a result lead oxide and cobalt oxide nanocatalysts were selected as dopant in MnFe2O4 nanocrystal structure. The results indicated significant superiority of lead oxide upon cobalt oxide because lead oxide caused to release 100 ml O2 gas within 90 seconds while cobalt oxide released it during 100 seconds. The catalytic activity of three-component spinel ferrites was studied and the results showed excessive activity of two-component compared with three-component spinel.
    Keywords: Catalytic Decomposition of Hydrogen Peroxide, Spinel Nanocrystals, Iron, Manganese Oxides, Lead Oxide, Cobalt Oxide
    Abstract View Paper Original: Persian
  • The Comparison of Chemical and Ballistic Properties between ECL Propellants and NG-Based Propellants
    M. Molaei*, A. A.Moghiseh, M. Ferdosi Pages 21-30
    The enhancement of performance with a decrease in sensitivity of the propellant, have been considered in energetic materials research and development centers. Therefore, efforts to remove nitroglycerin from the common formulations while maintaining the efficiency of the propulsion system has been made, which led to a new technology so called Extruded Composite Low Sensitive Propellant (ECL). This method reduces the sensitivity of the propellant and increases safety. The propellant ballistic efficiency increases due to increased bulk density and energy content, ascending combustion behavior and reduced temperature sensitivity. This paper introduces ECL propellants and their chemical and ballistic properties, compared with conventional propellants.
    Keywords: Propellant, Low Sensitivity Propellants, Ballistic Efficiency, ECL Technology, Extruded Composite Propellants
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Effects of Nano-Particles in Composite Solid Propellants
    S. A. Vaziri, M. H. Kavosi Ghazilo, M. Ghafori Pages 31-42
    Composite solid propellants are materials that constitute from an oxidizer, an organic binder, a metallic fuel, additives and etc. Nowadays the size of energetic particles is attended because of their effects on propellants performance. Size reduction is well known way to increasing reactivity of additives in propellant formulations. Nanoparticles have considerable effects on composite solid propellants properties due to their high surface area to volume ratio. The results of using of nanoparticles in composite solid propellants include increase of burning rate, ignition delay shortening, burning quality improvement, decomposition temperature decreasing, viscosity increasing and various effects on mechanical and sensitivity properties.
    Keywords: Composite Solid Propellants, Nanoparticles, Burning Properties, Physical Properties, Mechanical Properties
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Investigation of Shock Wave and Impact Sensitivity in Composite Solid Propellants
    Es. Blaghi Inaloo, M. A. Dehnavi*, Eb. Blaghi Inaloo Pages 43-52
    In this paper, the factors affecting on shock wave and impact Sensitivity such as oxygen balance, porosity and components particle size on composite solid propellants have been investigated. The energetic components of propellants such as oxidizer and fuel usually effect shock wave sensitivity. changing inpropellant composition, particle size and manufacturing process, determine the sensitivity properties of propellants. The studies show that, shock wave sensitivity of composite solid propellants have been increased by increasing the oxygen balance, porosity and ammonium percholorate particle size. shock wave sensitivity increased with increasing nitramine particles size. The impact sensitivity of composite solid propellants also depends on oxygen balance and porosity.
    Keywords: Shock Wave Sensitivity, Impact Sensitivity, Composite Solid Propellants, Oxygen Balance, Porosity
    Abstract View Paper Original: Persian
  • The Evaluation of Analytical and Numerical Effects of Thickness of Shaped Charge's Liner
    S. A. Tafreshi, F. Sotodeh* Pages 53-60
    One application of energetic materials in the military is shaped charged warhead. The most important application of this type of warheads is penetration into target. For this purpose, several factors influence the design of shaped charge. Liner thickness is one of most effective factors in the design of shaped charge, which has a significant role in jet Velocity and depth of penetration in target. In this study, a liner with thickness of 1.5 mm was first analyzed and the results were compared with numerical results in order to indicate the validity of numerical results. Then, using AUTODYN nonlinear code, 1,1.5,2.5 and 3.5 mm thicknesses are considered for the liner of the desired shaped charged and performance parameters such as jet Velocity, breakup time and depth of penetration resulting from the thicknesses in 1006 steel target were compared. The results of this comparison showed that a liner with thickness of 1.5 mm has the most depth of penetration.
    Keywords: Liner Thickness, AUTODYN Nonlinear Code, Penetration, Jet Velocity, Breakup Time
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Introduction of the Stabilizers in Double-Base Solid Propellants
    R. Esmaeelzadeh*, R. Arami Shamasbi Pages 61-76
    Autocatalysis decomposition of single and double-base propellants is caused to production of nitrogen oxides radicals. Produced radicals, meantime reducing the inner energy of propellant, increased the decomposition process. To restriction of this process, some materials were added to propellant formulation as a stabilizer. Common stabilizers are toxic; therefore, decreasing the toxicity and enhancing the stabilizing ability are focused by most of the researchers, which are resulted to introduction of some stabilizers such as clinoptilolite, zirconium silicate, ionic liquids and calcium carbonate. On other hands, with increasing of the phenyl group amounts, stabilizing ability is increased. This matter is caused to usage of polymeric stabilizers such as various acryl amide polymers and copolymers, malonanilides and etc. Considering to the importance of the stabilizers, in this paper, common stabilizers are introduced and their properties briefly have been investigated.
    Keywords: Double, Base Propellant, Non, Toxic Stabilizer, Polymeric Stabilizer
    Abstract View Paper Original: Persian