فهرست مطالب

مجله تحقیق و توسعه مواد پرانرژی
سال پانزدهم شماره 1 (پیاپی 33، بهار و تابستان 1398)

  • تاریخ انتشار: 1400/05/18
  • تعداد عناوین: 6
|
  • اکبر نسیمی*، حسین فخراییان صفحات 1-10

    مواد منفجره با چگالی انرژی بالا نسل جدیدی از مواد پرانرژی با عملکرد و ایمنی بالا بوده و از چند گروه مختلف با ویژگی های متفاوت تشکیل شده اند. یک گروه از این نوع مواد منفجره، ساختارهای آلی- فلزی پرانرژی (HE-MOFs) هستند که نسبت به مواد منفجره متداول و حتی سایر مواد منفجره با چگالی انرژی بالا، عملکرد و ایمنی مناسب تری دارند. این ترکیبات متشکل از یک یون فلزی (از عناصر واسطه) و لیگاندهای پرانرژی هستند که در فضای کویودینانسی فلز قرارگرفته اند. عوامل مختلفی در بهبود عملکردی و حساسیتی ساختارهای آلی- فلزی پرانرژی (HE-MOFs) دخیل هستند. نوع ساختار، نوع لیگاند، نوع یون فلز مرکزی، افزایش فشار ساختار مولکولی و حذف حلال محبوس در شبکه ازجمله عوامل موثر در افزایش عملکرد و پارامترهایی مثل انرژی تفکیک پیوند (BDE)، برهمکنش های درون مولکولی و برون مولکولی، فضای آزاد در شبکه کریستالی و محافظت گروه های حساس در کاهش حساسیت و افزایش ایمنی ساختارهای آلی- فلزی پرانرژی موثر هستند. در این مقاله عوامل موثر در خواص عملکردی و حساسیتی HE-MOFها مورد بررسی قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: مواد با چگالی انرژی بالا، ترکیبات پرانرژی با ساختارهای آلی فلزی، ترکیبات پرانرژی غنی از نیتروژن، عملکرد، حساسیت
  • رحیمه اسماعیل زاده*، رضا آرامی صفحات 11-24

    تولید پساب های حاصل از صنایع نظامی و همچنین انباشت مواد پرانرژی حاصل از انفجار ناقص، می تواند سبب نفوذ مواد پرانرژی به آب های سطحی و زیرزمینی گردد. پیامدهای زیست محیطی این نفوذ، می تواند فاجعه آمیز باشد. به همین دلیل، باید روش های مناسبی برای تصفیه چنین آب هایی اتخاذ گردد. با توجه به تنوع مواد پرانرژی، بهترین روش، روشی است که بتواند اغلب مواد پرانرژی را از پساب ها تصفیه و حذف نماید. با توجه به اهمیت استفاده از روش های دوستدار محیط زیست، در این مقاله به بررسی روش هایی زیستی که بتوان مواد پرانرژی موجود در پساب ها را حذف نماید از جمله گیاه پالایی، بیوراکتورها و استفاده از میکروب ها و دیگر روش ها و همچنین معایب و مزایای آنها پرداخته شده است.

    کلیدواژگان: پسابهای مواد پرانرژی، گیاه پالایی، بیوراکتورها، تجمع میکروبی
  • مهدی پورمرتضوی*، فاطمه حسینی صفحات 25-32

    منورهای مادون قرمز دید در شب نوعی فلیر هستند که با تابش در محدوده ی مادون قرمز نزدیک (nm 900-700) موجب روشن سازی هدف در میدان نبرد و عملیات های شبانه می شوند. این منورها دارای مشکلاتی نظیر شدت تابش پایین مادون قرمز، نرخ سوختن کم و... هستند. پارامترهای فیزیکی و شیمیایی بسیاری بر نرخ سوختن و شدت تابش تاثیر می گذارند. اما موثرین پارامتر، فرمولاسیون ترکیبات پیروتکنیکی شامل سوخت، اکسید کننده، بایندر، کاتالیست، افزودنی ها و... است که با تغییر و اصلاح فرمولاسیون می توان شدت تابش مادون قرمز و نرخ سوختن را افزایش داد. در این مقاله ضمن معرفی اجمالی منورهای مادون قرمز دید در شب و کاربردهای آن، به مفهوم قوانین رادیومتری و نحوه ی اندازه گیری شدت تابش مادون قرمز اشاره و در ادامه به معرفی فرمولاسیون های مورد استفاده در منورهای مادون قرمز پرداخته خواهد شد.

    کلیدواژگان: منورهای مادون قرمز، فلیر، پیروتکنیک، شدت تابش، نرخ سوختن، قوانین رادیومتری
  • علیرضا مرادی، فتح الله امی*، زهیر صبوحی صفحات 33-48

    زندگی امروزی بشر به طور غیر قابل انکاری وابسته به ماهوارهاست که با حامل های فضایی به مدار زمین ارسال می شوند. ارسال هر نوع محموله به فضا می بایست به وسیله حامل هایی صورت پذیرد که از نظر مصرف انرژی در بهینه ترین حالت ممکن طراحی و ساخته شده اند. یکی از گام های بهینه سازی موتور حامل های فضایی، استفاده از مواد متخلخل در صفحه انژکتور موتور می باشد. در این نوشتار طرح های کاربردی که از مواد متخلخل جهت بهبود راندمان احتراق استفاده نموده اند، بررسی و مرور شده است. در این راستا، نتایج آزمایش های انجام شده به کمک چهار طرح سرانژکتور متخلخل مختلف مطالعه گردید. اولین طرح، سرانژکتور متخلخل با پنج جایگاه تزریق اکسیژن مایع بود که جهت انجام تحقیقات بصری تحت تست های سرد و گرم قرار گرفته بود. همچنین نتایج آزمایش سر انژکتورهای متخلخل API68،  API80-168 و سرانژکتور تصحیح شده API68 به کمک دو محفظه احتراق در مقیاس کوچکتر که در مرکز تحقیقات فضایی آلمان طراحی و ساخته شده بودند، مرور گردید. محفظه احتراقی که برای انجام آزمایشات بصری استفاده شده بود، به وسیله آب خنک می شد و امکان تصویر برداری از فرآیند احتراق را فراهم می نمود. از نکات مورد توجه در مرور انجام شده کاهش راندمان احتراق سرانژکتور API80-168 به دلیل ویرایش سرانژکتور به منظور جلوگیری از تجمع اکسیژن زیاد در نزدیکی دیواره محفظه احتراق است. نکته با اهمیت دیگر خاصیت میرایی صوتی صفحه انژکتورهای متخلخل است که پایداری احتراق بیشتری را در مقایسه با سرانژکتور ساخته شده از انژکتورهای کلاسیک محوری به دنبال داشته است. ولی در برخی از مراحل تست سرانژکتور API80-168  که مرور گردید،  ناپایداری های نوسانی قوی مشاهده شد که باعث خاموشی اتوماتیک موتور شده بود. در نهایت، نتایج تست های تجربی چهار سرانژکتور مختلف متخلخل با  لوله های انتقال اکسیدکننده، در رژیم های مختلف جریان و تحت حالت گازخوری عمیق،  مورد تحلیل قرار گرفت و پتانسیل های مثبت و منفی موجود در هر یک از طرح ها بیان گردید.

    کلیدواژگان: مواد متخلخل، حامل فضایی سوخت مایع، راندمان احتراق، صفحه انژکتور متخلخل، گازخوری عمیق
  • سودابه مروتی پور، منوچهر فتح اللهی، قربان حسینی*، مجتبی مهیاری صفحات 49-58

    اکسیدکننده بیشترین قسمت پیشرانه را تشکیل می دهد و آمونیوم پرکلرات پرکاربردترین اکسیدکننده در پیشرانه های جامد مرکب میباشد. از این رو خواص تجزیه حرارتی و  ایمنی آن تاثیر زیادی بر خواص پیشرانه میگذارد. یکی از روش ها برای بهبود خواص حرارتی و ایمنی آمونیوم پرکلرات استفاده از مواد افزودنی پلیمری است. معمولا نوع مواد افزودنی بر اساس هدف مورد نظر انتخاب می شود. در این مقاله اثر مواد افزودنی پلیمری که جهت بهبود حساسیت، افزایش پایداری حرارتی و شیمیایی و نیز جلوگیری از کلوخه شدن ذرات آمونیوم پرکلرات تاکنون استفاده شده است مرور می شود.

    کلیدواژگان: آمونیوم پرکلرات، پیشرانه، ایمنی، خواص پایداری، افزودنی های پلیمری
  • مریم رودباری، نیما رفاهتی*، علی مهدی پور عمرانی صفحات 59-73

    استفاده از کامپوزیتهای زمینه فلزی امروزه رو به افزایش بوده و با توسعه فناوریهای نوین، نیاز به مواد مهندسی جدید و خواص مکانیکی منحصر به فرد بیش از پیش احساس می شود. در این راستا با توجه به چگالی پایین فلز آلومینیوم، تحقیقات در زمینه کامپوزیتهای زمینه آلومینیومی از سهم بیشتری برخوردار است. چرا که با افزایش محدود استحکام این فلز می توان نسبت استحکام به وزن این ماده مهندسی را افزایش داده و کارایی آن را بیش از پیش نمود. با انتخاب مواد تقویت کننده مختلف و انواع آنها به لحاظ ساختاری روش های ساخت کامپوزیت زمینه فلزی می تواند متفاوت باشد. کامپوزیتهای پایه آلومینیومی به روش های مختلفی تولید می شوند. یکی از روش های نوین مورد استفاده در تولید کامپوزیت زمینه آلومینیومی روش جوشکاری انفجاری می باشد این مقاله مروری اجمالی در مورد ساخت کامپوزیت زمینه فلزی به روش جوشکاری انفجاری ارایه داده است.

    کلیدواژگان: جوشکاری انفجاری، کامپوزیت زمینه فلزی، تقویت کننده، آلومینیوم
|
  • A.Nasimi*, H. Fakhraeian Pages 1-10

    High Energy Density Materials (HEDMs) are a new generation of high-energetic materials with high-performance and safety and consist of several different types with different properties. One category of this kind of HEDMs explosives are high energy metal organic frameworks (HE-MOFs) that have more appropriate performance and safety compared to conventional explosives (HEMs) and even other HEDMs. These compounds consist of a metal ion (transition element) and high-energy ligands that are located in the metal's coordination space. Various factors are involved in improving the performance and sensitivity of high energy metal organic frameworks (HE-MOFs). Factors such as type of structure, ligand, central metal ion, molecular structure strain, and removal of trapped solvent in the network are affecting factors that enhance the performance. The parameters such as bond dissociation energy (BDE) inter/intra molecular interactions, free space in the crystalline network and encapsulated sensitive groups, are effective in reducing sensitivity and enhancing the safety of high energy metal organic frameworks. In this paper, the effective factors in the performance and sensitivity of HE-MOFs have been investigated.

    Keywords: High Energy Density Materials (HEDM), High Energy Metal Organic Frameworks (HE- MOF), Nitrogen‐RichEnergetic Compounds, Performance, Sensitivity
  • R. Esmaeelzadeh*, R. Arami Pages 11-24

    Formation of waste water from military industries and also accumulating of energetic materials from incomplete explosion could cause to penetration of energetic materials to ground and underground waters. The issues of this penetration could be catastrophe. Therefore, proper manners, in order to infiltration of these waters, must to be implemented. Attention to variety energetic materials, best method, is the method that could infiltrate and remove the major of energetic materials form wastes. Attention to importance of environmental friendly methods, this paper was investigated bio methods which could remove the energetic materials from waste waters, such as phytoremediation, bioreactors, usage of microbes and other technics and their disadvantage and advantage.

    Keywords: Waste Water of Energetic Materials, Phytoremediation, Bioreactors, Microbe Aggregation
  • S. F. Hosseini, S. M. Pourmortazavi * Pages 25-32

    The infrared night vision illuminates are a kind of flare that, with radiation in the near infrared range (700-900 nm) cause illuminates the target in the battlefield and night operations. These illuminates have problems such as low infrared radiation, low burning rate, and so on. Many physical and chemical parameters affect the burn rate and radiation intensity. For example, formulations of pyrotechnic compounds including fuels, oxidants, binders, catalysts, additives, etc. By changing and modifying the formulation, the intensity of infrared irradiation and burning rate can be increased. In this paper, in addition to introducing a brief overview of the infrared night vision illuminates and its applications, referred to the concept of radiometric rules and the method of measuring the intensity of infrared radiation, and then the formulations used in infrared illuminates will be discussed.

    Keywords: Infrared illuminates, Flare, Pyrotechnic, Intensity Radiation, Burn Rate, Radiometric Rules
  • A. Moradi, F. Ommi*, Z. Saboohi Pages 33-48

    Today's Human Life is Undeniably Dependent on Satellites that have being sent to Earth's Orbit by Launch vehicles. Delivery of any Kind of Cargo to Space must be carried out by Launchers, which are Designed and Optimized for the Best Energy Consumption Mood. Use of Porous Materials in the Engine Injector Plate culd be One of the Optimization Steps in this vehicles Engine. In this Paper, Applications that Utilize Porous Materials to Improve Combustion Efficiency have been Reviewed. In this Regard, the Results of Experiments Performed by Four Different Porous Injector Designs, were Studied. The First Design was a Porous Injector with Five Liquid Oxygen Injection Posts, which has been Undergone Cold and Hot Tests for Optical Researches.The Test Results of the Porous Injectors API68, API80-168 and the Improved API68 Injector, Using Two Subscale Combustion Chambers Designed and Built at the German Space Research Center, were Reviewed. Combustion Chamber Used for the Optical Tests, was Cooled by Water and Made Possibility of Taking Picture From Combustion Process. One of the Important Points, was the Reduction in Combustion Efficiency of the API80-168 Injector Head, due to Injector Head Correction, to Prevent Excess Oxygen Accumulation near the Combustion Chamber Wall. Another Important Point, was the Acoustic Damping Characteristic of the Porous Injector Plate, which Results in More Combustion Stability, Compared to the Coaxial Injector Head. However, During Some Reviewed Test Runs of API80- 168 Injector Head, Strong Oscillatory Instabilities were Observed which caused the Engine to Automatically Shut Down. Finally the Experimental Results of Four Different Porous Injector Heads with Oxidizer Transfer Tubes, Under Different Fluid Flow Regimes and Deep Throttling was Analyzed

    Keywords: Porous Materials, Liquid Fuel Space Carrier, Combustion Efficiency, Porous Injector Plate, Deep Throtelling
  • S. Morovatipoor, M. Fathollahi, S. G. Hosseini*, M. Mahyari Pages 49-58

    the most part of the propellants,containig the oxidant and ammonium perchlorate is the most applicable oxidizer in composite solid propellants. Therefore, its thermal decomposition and safety properties have been a great effect on the propellants properties. The using of polymeric additives is one of the proper methods for improving the thermal and immunological properties of ammonium perchlorate. The types of additive are usually selected based on the applicable purpose. This paper reviews, the effects of polymeric additives to improve the sensitivity, the increase of thermal and chemical stability, and also the prevention of ammonium perchlorate particle agglomeration.

    Keywords: Ammonium Perchlorate, Propellant, Safety, Thermal Stability Properties, Polymer Additives
  • M. Roudbari, N. Refahati*, A. Mehdipour Omrani Pages 59-73

    Metal-based composites are currently increased and by growing modern technology, there is more require to the new engineering materials and unique mechanical features. Considering the low density of Aluminum there is more portion for researches about Al-based composites because by increasing its limited strength, the ratio of strength to weight increases the engineering and its productivity. By choosing different reinforced materials and different kinds of them based on their structure the metal-based composites construction methods can be different. Aluminum-based composites are produced in different ways. Explosive welding method is one of the modern methods that are used in Al-based composites production. This article includes a brief review to construct metal-based composites by explosive welding method.

    Keywords: Explosive Welding, Metal Base Composite, Reinforced, Aluminum