17164

17164

تخمين طول عمر شيميايي ماده‌ي پرانرژي تركيب A-4 نانوسايز با روش كهولت تسريع‌يافته‌ي چنددمايي

كارشناسي ارشد

علوم و فناوري نانو - نانوشيمي

فروردين ماه 1396

دكتر علي ملكي

شيمي

در اين تحقيق، با استفاده از روش‌هاي فيزيكي بالا به پايين، اندازه‌ي ذرات ماده‌ي پرانرژي هگزوژن (RDX) ميكرو مقياس (با بيشينه دانه‌بندي 98 ميكرون) در حضور امواج فراصوت تا رسيدن به ابعاد در مقياس نانو (كم‌تر از 100 نانومتر) كاهش يافت. با اين روش، نمونه‌ي هگزوژن ميكرو مقياس ناهمگن، با شرايط بهينه‌شده، توسط پروب فراصوت به‌صورت ذرات به نسبت كروي با اندازه‌ي ذرات منظم‌تر تهيه‌شده است؛ ماده‌ي پرانرژي تركيب A-4 نانومقياس با افزودن واكس سه‌جزئي به هگزوژن نانومقياس (با نسبت 97 درصد هگزوژن (RDX) نانومقياس و سه درصد واكس سه‌جزئي)، تهيه و طول عمر آن با روش تجزيه حرارتي تفاضلي (DTA) و وزن‌سنجي حرارتي (TG) در سرعت¬هاي حرارت‌دهي 2، 3، 4، 5، 6 و 8 درجه‌ي سلسيوس بر دقيقه تخمين زده‌شده است. انرژي فعال‌سازي اين ماده‌ي پرانرژي با استفاده از روش مستقل از مدل كيسينجر، براي داده‌هاي دمايي DTA و TG، به ترتيب 350/135 و 337/180 كيلوژول بر مول محاسبه گرديد؛ ميزان طول عمر اين ماده‌ي پرانرژي برمبناي پارامترهاي سينتيكي محاسبه‌شده، با در نظر گرفتن شرايط اقليمي ايران، براي انبارش و حمل‌ونقل تخمين زده شد. ميزان طول عمر تركيب A-4 نانومقياس با روش وابسته به مدل براي داده‌هاي دمايي DTA با سرعت حرارت‌دهي دو درجه‌ي سلسيوس بر دقيقه، براي كسر تبديل‌هاي يك‌دهم و دودهم، به ترتيب 8/476 و 16/341 سال و با سرعت حرارت‌دهي چهار درجه‌ي سلسيوس بر دقيقه، براي كسر تبديل‌هاي يك‌دهم و دودهم، به ترتيب 6/029 و 8/389 سال تخمين زده شد. طول عمر اين ماده‌ي پرانرژي با روش مستقل از مدل ويازووكين براي داده‌هاي دمايي DTA، با كسر تبديل يك‌دهم براي سرعت‌هاي حرارت‌دهي دو و چهار درجه‌ي سلسيوس بر دقيقه، به ترتيب 21/825 و 10/913 سال تخمين زده شد. همچنين طول عمر تركيب A-4 نانومقياس با روش وابسته به مدل براي داده‌هاي دمايي TG با سرعت حرارت‌دهي دو درجه‌ي سلسيوس بر دقيقه، براي كسر تبديل‌هاي يك‌دهم و دودهم، به ترتيب 754/043 و 2192/210 سال و با سرعت حرارت‌دهي چهار درجه‌ي سلسيوس بر دقيقه، براي كسر تبديل‌هاي يك‌دهم و دودهم، به ترتيب 536/346 و 1125/500سال تخمين زده شد.

1396/02/02

1/1/1900 12:00:00 AM

In this research, by using top-down physical methods, RDX microscale energetic material with maximum 98 micron particle size, were converted to the nanoscale material (below 100 nm) through ultrasonic instruments. The results show microscale heterogeneous RDX sample is prepared via ultrasound probes by using optimized conditions as semi-spherical an​d uniform particle size. A-4 nanoscale energetic material has been prepared by adding wax to RDX nanoscale (containing 97wt% RDX nanoscale to 3wt% wax). The lifetime of nanoenergetic material is predicted by using DTA an​d TG analytical techniques in the various heating rates (2, 3, 4, 5, 6 an​d 8 ºC/min). The activation energy (Ea) of this energetic material was calculated from DTA an​d TG by means of Kissinger free-model methods that were near to 135.350 an​d 180.337 kJ/mol, respectively. The kinetic parameter results of TG an​d DTA were used for the estimation of lifetime by consideration of climatic conditions of Iran for transportation an​d storage. The chemical lifetime calculated for this explosive via fitting model in heating rate of 2 ºC/min an​d α=0.1 an​d 0.2 from DTA were obtained 8.476 an​d 16.341 years, respectively. The lifetime calculated for this explosive via fitting model in heating rate of 4 ºC/min an​d α=0.1 an​d 0.2 from DTA were obtained 6.029 an​d 8.389 years, respectively. The lifetime of this energetic materials by Vyazovkine model-free method from DTA in heating rate of 2 an​d 4 ºC/min an​d α=0.1 were obtained 21.825 an​d 10.913 years, respectively. The chemical lifetime of A-4 nanoscale energetic material by using fitting model in heating rate of 2 ºC/min, α=0.1 an​d α=0.2 from TGA were obtained 754.043 an​d 2192.210 years, respectively. The lifetime of this explosives via fitting model in heating rate of 4 ºC/min, α=0.1 an​d α=0.2 from TGA were obtained 536.346 an​d 1125.500 years, respectively.