مقالة منهجية

إعداد والتفاعلية من Gasless ذات البنية النانومترية المواد الطاقوية

DOI:

10.3791/52624

⸱

أبريل 2, 2015

 ,  ,  , 
1Department of Physics, University of Notre Dame, 2Department of Chemical and Biomolecular Engineering, University of Notre Dame, 3Center of Functional Nano-Ceramics, National University of Science and Technology, "MISIS"

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يصف هذا البروتوكول إعداد gasless ذات البنية النانومترية المواد النشيطة (ني + القاعدة، تا + C، C + تي) باستخدام الكرة قصيرة الأجل عالية الطاقة طحن (HEBM) تقنية. كما يصف عالية السرعة طريقة التصوير الحراري لدراسة التفاعل من nanocomposites ملفقة ميكانيكيا. هذه البروتوكولات يمكن أن تمتد إلى أخرى ذات البنية النانومترية رد الفعل مواد حيوية.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

عالية الطاقة الكرة طحن (HEBM) هو عملية الطحن الكرة حيث يخضع خليط بودرة توضع في مطحنة الكرة لالاصطدامات عالية الطاقة من الكرات. ومن بين التطبيقات الأخرى، بل هو تقنية متعددة الاستعمالات التي تسمح للإعداد الفعال للgasless المواد ذات البنية النانومترية رد الفعل مع ارتفاع كثافة الطاقة لكل وحدة التخزين (ني + القاعدة، تا + C، C + تي). التحولات الهيكلية وسائل الإعلام التفاعلية، التي تجري خلال HEBM، تحدد آلية رد الفعل في المركبة حيوية المنتجة. متفاوتة ظروف التصنيع يسمح ضبط من المجهرية التي يسببها الطحن من الجزيئات المركبة ملفقة. في المقابل، فإن التفاعل، أي درجة حرارة الاشتعال الذاتي، والوقت تأخير الإشعال، وكذلك حركية التفاعل، مواد ارتفاع كثافة الطاقة تعتمد على المجهرية لها. تحليل المجهرية التي يسببها الطحن تشير إلى أن تشكيل الحميمة اتصالات منطقة جديدة خالية من الأكسجين سطح عال بين الكواشف طليالي مسؤولة عن تعزيز التفاعل بهم. هذا يتجلى في الحد من درجة حرارة الاشتعال وتأخير الوقت، زيادة معدل التفاعل الكيميائي، وانخفاض عام للطاقة التنشيط فعالة للتفاعل. وينص البروتوكول على وصف مفصل لإعداد nanocomposites رد الفعل مع المجهرية مصممة باستخدام طريقة HEBM على المدى القصير. كما يصف عالية السرعة تقنية التصوير الحراري لتحديد خصائص اشتعال / احتراق المواد النشطة. بروتوكول يمكن تكييفها لإعداد وتوصيف مجموعة متنوعة من المركبات النشطة ذات البنية النانومترية.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

المواد النشيطة الكلاسيكية، أي المتفجرات، والدواسر والألعاب النارية هي فئة من المواد مع كمية عالية من الطاقة الكيميائية المخزنة التي يمكن أن تنطلق خلال تفاعل طارد للحرارة السريع 1-5. على سبيل المثال، يتم إنشاؤها عادة المتفجرات عن طريق الجمع بين مجموعة الوقود والمؤكسد إلى جزيء واحد. كثافة الطاقة من هذه المواد مرتفعة جدا. على سبيل المثال، عند التحلل التراينيتروتولوين (TNT) يطلق 7.22 كج / سم 3 وتشكل 8.36 مولات الغازات لكل 100 غرام (الجدول 1) في فترة قصيرة جدا من الزمن. وتتكون هذه المواد من الأنواع ميكرومتر نطاق العضوية وغير العضوية (الوقود والمؤكسدات).

أنظمة الثيرمايت، حيث تأخذ ردود الفعل في الفترة ما بين مجمع غير العضوية، أي خفض المعادن (على سبيل المثال، آل) وأكاسيد (الحديد 2 O 3، CUO، بي 2 O 3)، تنتمي إلى نوع آخر من المواد النشيطة. كثافة الطاقة(15-21 كج / سم 3) من هذه النظم يفوق من مادة تي ان تي، ولكن كمية من منتجات الغاز (0،15-،6 الشامات لكل 100 غرام) هو عادة أقل بكثير من المتفجرات (الجدول 1). أيضا، يمكن للنانو thermites تظهر سرعة عالية للغاية من موجة احتراق الانتشار (> 1،000 متر / ثانية) 2 -5.

وقد تبين مؤخرا 6-12 أن عددا من gasless النظم التفاعلية غير متجانسة (ني + القاعدة، تي + C، تي + B) التي تشكل مركبات السبائك أو صهر ويمكن أيضا أن تعتبر مواد حيوية. كثافة الطاقة (كيلو جول / سم 3) من هذه النظم هي أقرب أو أعلى من مادة تي ان تي (الجدول 1). وفي الوقت نفسه، عدم وجود منتجات الغاز خلال رد فعل يجعل هذه المواد المرشحين ممتازة لمجموعة متنوعة من التطبيقات بما في ذلك تركيب المواد النانوية، والترابط رد الفعل من صهر وأجزاء متباينة، gasless مولدات الكهرباء الصغيرة، الخ 11-17. ومع ذلك، فإن يختلطدرجة حرارة الاشتعال عالية atively من تلك النظم (900-3،000 K، انظر الجدول 1) مقارنة thermites (~ 1،000 K) يعرقل تطبيقاتها. إعداد المركبة ذات البنية النانومترية هندسيا يمكن أن يعزز بشكل كبير من الاشتعال والاحتراق خصائص الأنظمة غير المتجانسة gasless 12-14، 17.

وقد تم تطوير العديد من الطرق لافتعال nanocomposites حيوية هندسيا، مثل الموجات فوق الصوتية خلط 18،19 والنهج التجميع الذاتي 5، سول-جل 20-22، وتقنيات ترسب البخار 16،17،23،24، فضلا عن الطاقة العالية طحن الكرة (HEBM) 1،5. وعيب خلط بالموجات فوق الصوتية من نانو مسحوق هو أن سميكة (5-10 نانومتر) أكسيد قذيفة على الجسيمات النانوية المعدنية يقلل كثافة الطاقة ويحط أداء احتراق خليط من رد الفعل. أيضا، وتوزيع الوقود والمؤكسد ليست موحدة، والاتصال البيني بين الكواشف ليست حميمة. سول-جل ووقد وضعت استراتيجيات التجميع الذاتي التطوير لإعداد nanocomposites الثيرمايت محددة. على الرغم من كونها تقنيات منخفضة التكلفة، وهذه الاستراتيجيات ليست خضراء من وجهة النظر البيئية. وعلاوة على ذلك، يتم إدخال كميات كبيرة من الشوائب في إعداد المواد المركبة. يستخدم ترسب البخار أو المغنطرون الاخرق لإعداد رد الفعل رقائق متعددة الطبقات والأساسية قذيفة المواد النشيطة. وهو يوفر الهندسة واضحة المعالم خالية من المسام من المواد المركبة التي تبسط النمذجة النظرية ويعزز دقة. ومع ذلك، هذه التقنية مكلفة وصعبة لرفع مستوى. وعلاوة على ذلك، فإن الطبقات nanocomposites أعد غير مستقرة في ظروف معينة.

عالية الطاقة الكرة طحن (HEBM) هو نهج صديقة للبيئة، قابلة بسهولة أن يسمح تلفيق الفعال للذات البنية النانومترية المركبة حيوية 5، 9 -14. HEBM غير مكلفة، ويمكن استخدامها مع مختلف مكونات المواد المتفاعلة (على سبيل المثال،rmites، وردود الفعل التي تشكل intermetallics، كربيد، borides، وما إلى ذلك).

وينص البروتوكول على وصف مفصل لإعداد رد الفعل حيوية (ني + القاعدة، تي + C، C + تا) nanocomposites مع المجهرية مصممة باستخدام أسلوب HEBM على المدى القصير. كما يصف عالية السرعة تقنية التصوير الحراري لتحديد خصائص اشتعال / احتراق المواد النشيطة كما التجهيز. وأخيرا فإنه يدل على تحليل البنية المجهرية للnanocomposites باستخدام حقل الانبعاث الضوئي المجهر الإلكتروني (FESEM) مجهزة من قبل المركزة ايون الشعاع (فيبوناتشي). بروتوكول هو دليل مهم لإعداد المواد النانوية مختلفة حيوية (gasless وأنظمة الثيرمايت) التي يمكن استخدامها كمصادر الكثافة إما عالية الطاقة أو لتخليق وتجهيز المواد النانوية المتقدمة التي كتبها النهج القائم على الاحتراق.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. عالية الطاقة الكرة طحن

  1. إعداد 35 غرام من الأولي نسبة 1: 1 المولي ني + آل الخليط. في هذه الحالة، تزن 11.02 غرام من القاعدة و23.98 غرام من مساحيق ني.
  2. استخدام وعاء طحن الصلب لHEBM من هذا النظام. تأكد من أن جرة لديها صلابة أعلى من المساحيق التي يمكن ان تضاف، وإلا فإن مساحيق سيضر الجرة وسوف تنشأ التلوث. ملاحظة: تشمل الخيارات جرة النموذجية الصلب، وأكسيد الزركونيوم، أو كربيد التنغستن.
  3. استخدام 5: 1 الكرة: مسحوق (نسبة تهمة) لهذا النظام، أي 175 غرام من كرات الصلب 10 ملم. تأكد من أن كرات مصنوعة من نفس مادة جرة خلاف ذلك إما الكرات أو جرة سوف تتضرر.
    ملاحظة: تحدد نسبة تهمة شدة التفاعل بين مسحوق وكلاء الطحن.
  4. إضافة الكرات والمساحيق لالجرة.
  5. ختم الجرة وضخ الغاز في الغلاف الجوي من جرة بواسطة مضخة ميكانيكية وتطهير من قبل الأرجون. إجراء أربع دورات من ملء وتطهير بالغاز AR(وهذا يضمن عدم وجود الأكسجين المتبقي في الجرة). وأخيرا، وملء جرة مع غاز الأرجون أعلى قليلا (0.13 ميجا باسكال) الضغط الجوي.
  6. أدخل جرة في طاحونة الكرة الكواكب.
  7. اختيار 650 الثورة في الدقيقة (دورة في الدقيقة) لمعدل ثورة جرة و1،400 دورة في الدقيقة لتناوب الداخلي (عجلة الشمس).
    ملاحظة: في بعض الحالات، قد تختلف نسبة دوران (ك) من عجلة مبلغ (1،400 دورة في الدقيقة) وجرة الطحن (من 700 إلى 1،300 دورة في الدقيقة) لتنظيم المجهرية من الجزيئات المركبة.
  8. تشغيل الإجراء HEBM لمدة 15 دقيقة. ملاحظة: أنظمة لديها وقت حرج، والتي، لظروف وصفها، يساوي 17 دقيقة. هناك كمية محدودة من الطحن التي يمكن أن تتم على النظام قبل حدوث رد الفعل في جرة. إذا تم إجراء HEBM أطول من الوقت الحرج، وسوف يحدث رد فعل في جرة الكرة الطحن، وتخريب التجربة.
  9. بعد الانتهاء من الوقت الطحن، وتبريد جرة لRT، ثم نقل إلى جرة غطاء الدخان.
    1. تنفيس جرة لإزالة ضغط الغاز الزائد من الضغط الأولي والغاز الممكن صدر خلال الطحن.
    2. إزالة الغطاء من جرة تحت غطاء الدخان. أخذ الحيطة والحذر عند فتح الجرة، ومسحوق المتكون هو رد الفعل للغاية. فتح جرة ارتداء قفازات مقاومة للحرارة ونظارات السلامة.
    3. قبل جمع مسحوق، وتعريضها للهواء لمدة 5 دقائق على الأقل ل "التخميل".
      ملاحظة: هذا يمنع رد فعل عفوي التي قد تحدث أثناء التعامل مع الخليط.

2. التفاعلية توصيف المواد الطاقوية

  1. جمع المسحوق من الجرة. لا تستخدم ملعقة معدنية لهذا الإجراء.
    1. إذا كان المطلوب تصنيف وفصل الجسيمات، والاستفادة من المناخل. لضمان أن يتم الفصل السليم، استخدم شاكر غربال لفترة طويلة من الزمن (12+ ساعة). تصنيف مسحوق في صناديق حجم مختلف (تحت 10 ميكرون، 10-20 ميكرومتر، 20-53 ميكرومتر، وهوبوف 53 ميكرون). من هذه النقطة فصاعدا، استخدم 20-53 ميكرومتر الجسيمات الحجم.
  2. اضغط على مساحيق منخول إلى بيليه باستخدام الصحافة ذو محورين المقرر أن 1،100 كلغ على بعد 5 ملم يموت الصحافة الفولاذ المقاوم للصدأ (1،360 ميجا باسكال) لمدة انتظار 2.0 دقيقة. تسجيل ارتفاع (ح) وقطر (د) من بيليه مع ميكرومتر. سجل وزن العينة (م) مع مقياس. من هنا، وتحديد كثافة بيليه. حساب الحد الأقصى النظري كثافة في المئة (TMD٪) من خلال المعادلة التالية:
    figure-protocol-1
    حيث A القاعدة، وني - وزن ذرة من القاعدة وني. ρ القاعدة وρ ني - كثافة القاعدة والنيكل. نفترض أن نسبة متكافئة من مساحيق تحتفظ نسبة من مساحيق الأولية المضافة.
    1. في حالة استخدام بيليه أسطواني لتحديد الاحتراق أمام انتشار سرعة ودرجة حرارة الشخصية في الجبهة رد فعل،ضمان أن يكون طويل القامة بما فيه الكفاية، والتي تحددها النسبة بين الطول والقطر التي ينبغي أن تكون ≥2 (على سبيل المثال، د = 5 مم؛ ح ≥ 10 مم).
    2. في حالة استخدام بيليه لتعريف المعلمات الإشعال، استخدام قرص رقيق (على سبيل المثال، قطرها = 5 مم، سماكة = 1 ملم).
  3. لتحديد خصائص الاحتراق، ضع العينة على لوحة الجرافيت.
  4. جعل سلك التنغستن ملفوف تعلق على محول متغير.
  5. وضع لفائف W مثل أن الجزء ملفوف من السلك تقع على الجزء العلوي من بيليه. إذا كان النظام هو رد الفعل الأوكسجين حساسة، القيام بذلك في دائرة رد الفعل خالية من الأكسجين، نفذ وإلا فإن رد الفعل في الهواء الطلق.
  6. من أجل تحديد سرعة موجة الاحتراق، استخدم تسجيل من كاميرا عالية السرعة. موقف وتركز الكاميرا الحرارية العالية السرعة على العينة المختبرة وبدء التسجيل. وهذا سيمكن درجة الحرارة والاحتراق سرعة معلومات دقيقة ليتم جمعها.
  7. تتحول ببطء محول متغير على، مما تسبب في سلك التنغستن لتسخين. فإن رد فعل بدء، ثم نشر.
  8. للحصول على المعلمات المرجوة من عملية الاحتراق، وإجراء تحليل الإطار من جانب الإطار من فيلم IR المسجلة.
    1. رسم موقف للاكثار أمام رد فعل مقابل الوقت. الحصول على متوسط ​​سرعة الاحتراق من المنحدر من هذه المؤامرة.
    2. رسم التغيرات في درجات الحرارة في بقعة في منتصف العينة. استخدام الرسم البياني التي تم الحصول عليها للحصول على معلومات حول الملف الشخصى الوقت درجة حرارة موجة التفاعل.
  9. لتحديد الخصائص الإشعال (اشتعال درجة الحرارة وتأخير الاشتعال الوقت) وضع قرص رقيق على طبق ساخن مسخن إلى درجة الحرارة المطلوبة (على سبيل المثال، 800 K). لاحظ أن القيم بالضبط تم الحصول عليها من هذه التجربة سوف تختلف بشكل كبير إذا تم تغيير أية معلمات، سواء كانوا من حجم بيليه، ودرجة الحرارة من موقد أو TMD. هذا التحليل هو مفيد لdeterminatأيون الاتجاهات.
    1. من أجل تحديد استخدام المعلمات اشتعال الكاميرا عالية السرعة. موقف وتركز الكاميرا الحرارية عالية السرعة على المنطقة حيث سيتم وضع العينة على صفيحة ساخنة وبدء التسجيل.
      ملاحظة: وهذا سيمكن معلومات دقيقة لدرجات الحرارة خلال هذه العملية.
      1. إذا كان رد الفعل هو الأكسجين حساسة، نفذ هذا في الأكسجين دائرة رد الفعل مجانا. هام: تشغيل هذه التجربة عدة مرات للحصول على مجموعة البيانات الإحصائية جيد.
    2. وضع بيليه في منطقة التركيز. القيام بذلك في هذه الطريقة أن الجسيمات يمكن أن ينظر إليه على كل إطار - من المهم أن نرى الإطار الأول أن بيليه اللمسات طبق ساخن.
    3. للحصول على المعلمات اشتعال المطلوبة، وإجراء تحليل الإطار من جانب الإطار من فيلم IR المسجلة.
    4. لتحديد الوقت تأخير الاشتعال، وتحديد الوقت بين الإطار الأول، عندما يلمس بيليه سطح موقد، لبدء التفاعل.
    5. لتحديد درجة حرارة الاشتعال، رسم على أعلى بقعة درجة الحرارة على الجسيمات. عند تبديل الملف الشخصى الوقت درجات الحرارة عن ذلك من التشكيل الجانبي درجة حرارة التسخين إلى أن نظام ناسفة الحراري، نقطة انعطاف أن تصل درجة حرارة الاشتعال.

3. تحليل المجهرية عن طريق حقل الانبعاث الضوئي المجهر الإلكتروني (FESEM) مجهزة من قبل التركيز ايون الشعاع (فيبوناتشي)

  1. تعليق 0.1 غرام من الجسيمات ملفقة في الإيثانول 10 مل وديعة قطرة واحدة من تعليق على سطح المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) صاحب العينة.
  2. تجفيف صاحب العينة على 90 درجة مئوية لمدة 5 دقائق.
  3. إدراج العينة إلى شعاع الاكذوبه نظام / SEM المزدوج.
  4. إجراء عينة التنظيف البلازما لمدة 5 دقائق. ملاحظة: هذا يقلل من مقدار الضرر الذي العينة سوف تشهد من التعرض لشعاع الالكترون (شعاع E).
  5. بدوره على شعاع E (5 كيلو فولت، 3.5 غ) والتركيز على جسيم واحد. رابط رانه ض الارتفاع إلى مسافة العمل، ثم رفع العينة إلى ارتفاع eucentric.
  6. باستخدام شعاع E مع إبرة حقن الغاز، إيداع طبقة أولية من البلاتين (70 نانومتر) على عينة للحماية من التدهور من استخدام الغاليوم الأيوني شعاع (I-شعاع).
  7. إمالة العينة إلى 52 درجة مئوية، ثم تتحول على I-شعاع. باستخدام I-شعاع (5 كيلو فولت، 0.28 غ)، ومرة ​​أخرى مع إبرة حقن الغاز، إيداع طبقة إضافية من البلاتين (0.5 ميكرون) على عينة للحماية.
  8. قطع علامات الائتمانية على العينة. مطحنة الجسيم في شكل مستطيل. وهذا يزيد بشكل كبير من احتمال أن يكون هناك الائتمانية الكافية، حيث سيكون هناك تخفيضات وزوايا للاستخدام متعددة.
  9. مع المعونة من البرنامج، شريحة الجسيمات مع I-شعاع.
    1. حدد "ملف" ثم "صورة حفظ الموقع" لاختيار دليل حيث سيتم تخزين الصور.
    2. اعتمادا على الجسيمات الفردية، حدد العرض المناسب، ليونGTH، وعمق. اختيار هذه إلى طاحونة تماما من خلال وحدة التخزين بالكامل من الجسيمات. بالإضافة إلى ذلك، حدد عدد من شرائح، فضلا عن عدد من شرائح لكل صورة. هذه الخيارات يمكن العثور عليها في "شريحة" علامة التبويب.
    3. تعيين شعاع الحالية عن طريق اختيار "المرافق" ثم "اقتراح التيارات". ملاحظة: سيسمح هذا البرنامج لتحديد شعاع التيار المناسب لطاحونة العينة في فترة زمنية معقولة بينما يحرس ضد الضرر العينة.
    4. انقر فوق "إظهار" ويقوم البرنامج بتوفير شبكة الطحن البصرية التي تظهر ما سيتم المضروب جزء من الجسيمات. ضمان أن يتم وضع شبكة الطحن بدقة على مدى الجسيمات في الجزء الذي سيتم المضروب.
    5. بعد كل شريحة اتخاذ عالية الجودة صورة البريد شعاع لإعادة الإعمار في وقت لاحق. لتحديد المعلمات البريد شعاع المناسبة، حدد القائمة "الإعداد" واختيار "EBeam صورة المسح معلمات".
      ملاحظة: هذا سيعطي شبكةلتحديد القرار، ويسكن الوقت. وكلما زاد زمن السكون، والمزيد من الوقت الذي يستغرقه لجمع الصور.
  10. باستخدام حزمة برامج إعادة الإعمار 3D، وإعادة بناء مجموعة من الصور التي تم جمعها من الاكذوبه / SEM كما هو موضح سابقا 25. ملاحظة: هذا ينتج نسخة افتراضية 3D كاملة من الجسيمات، التي يمكن استخدامها بعد ذلك لحساب مساحة سطح الاتصال، والمسامية من الجزيئات الفردية، وسمك طبقة ناشر، فضلا عن عدد لا يحصى من المعالم الأخرى المفيدة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

لإعداد المركبة حيوية ذات البنية النانومترية، يتم التعامل خليط من مكونات مسحوق المطلوب (عادة-ميكرومتر الحجم) ميكانيكيا في ظل ظروف طحن مسبقا. زمن التحميل (دقيقة عادة) يتم التحكم بدقة لتوليد الجسيمات بمركب متناهي في الصغر متجانسة بشكل إنشائي ولكن لا يسمح التفاعل الكيميائي الاكتفاء الذاتي لبدء أثناء الطحن.

الشكل 1 و فيديو 1 تبين أن مساحة الاتصال بين المواد المتفاعلة في الجسيمات زيادا...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وينص البروتوكول على وصف مفصل لإعداد رد الفعل حيوية (تي + C، C + تا، ني + آل) nanocomposites مع المجهرية مصممة باستخدام أسلوب HEBM على المدى القصير. HEBM مخاليط متجانسة gasless إشراك معالجتها في عالية السرعة طاحونة الكرة الكواكب، حيث تتعرض الجزيئات من الخليط إلى تأثير الميكانيكية مع قوة كافية لانهيار مكونات هشة (مثل الجرافيت) وتشوه من المكونات البلاستيكية (على سبيل المثال، شركة ، تي، تا، ني). تطحن الكواشف هشة للجسيمات الدقيقة وربما تصبح غير متبلور، في حين تتعرض ال...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الكتاب ليس لديهم ما يكشف.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تستند هذه المادة إلى العمل المدعوم من وزارة الطاقة، الإدارة الوطنية للأمن النووي، بموجب رقم الجائزة DE-NA0002377. تمويل من وكالة الحد من التهديدات الدفاعية (DTRA) ، رقم المنحة HDTRA1-10-1-0119. يعرب عن امتنانه لبرنامج البحث الأساسي لمكافحة أسلحة الدمار الشامل ، الدكتور سوهيثي م. بيريس ، مدير البرنامج. كما تم دعم هذا العمل من قبل وزارة التعليم والعلوم والتعليم في الاتحاد الروسي في إطار برنامج زيادة القدرة التنافسية لمنحة NUST "MISIS" رقم K2-2014-001.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
تيتانيومألفا ايسار42624حجم الجسيمات: -325 شبكة
نقاء ، 99.5٪
جرافيتألفا إيسار46304حجم الجسيمات: 7-11 ميكرون
نقاء ، 99٪
نيكلألفا إيسار10256حجم الجسيمات: 3-7 ميكرون
نقاء ، 99.9٪
ألومنيومألفا إيسار11067حجم الجسيمات: -325 شبكة
نقاء ، 99.5٪
التنتالومالمواد الكيميائية المتقدمةT-2017حجم الجسيمات: 325 شبكة
نقاء ، 99.9٪
مصباح كربونأسودفيشر العلميC198-500حجم الجسيمات: 0.1 ميكرون
نقاء ، 99.9٪
سلك التنغستنماكماستر كار0.032 "قطر
مطحنة الكرة الكوكبيةRetsch GmbH ، ألمانيا
الصحافة أحادية المحوركارفر المنخل الهيدروليكي
شاكرجيلسون المؤدي
أسطواني الفولاذ المقاوم للصدأ الصحافة يموتآلة
العملغرابيل من الفولاذ المقاومMcmaster CarrType 304
كاميرا حرارية عالية السرعة (SC6000)FLIR
Helios NanoLab 600 ، مجهر إلكتروني لمسح الانبعاث الميداني (FESEM) مجهز بشعاع أيون التركيز (FIB) مفاعلFEI
مع فراغ أبهةآلة
عمل التقطيع التلقائي والعرض (S & ; خامسا)الاتحاد الدولي للفروسية
أفيزو فايرللاتحاد الدولي للفروسية
مواد للصدأ أسطواني

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Fried, L. E., Manaa, M. R., Pagoria, P. F., Simpson, R. L. Design and Synthesis of Energetic Materials. Annual Review of Materials Research. 31, 291-321 (2001).
  2. Dlott, D. D. Thinking Big (and Small) about Energetic Materials. Materials Science and Technology. 22 (4), 463-473 (2006).
  3. Dreizin, E. L. Metal-Based Reactive Nanomaterials. Progress in Energy and Combustion Science. 35 (2), 141-167 (2009).
  4. Yetter, R. A., Risha, G. A., Son, S. F. Metal Particle Combustion and Nanotechnology. Proceedings of the Combustion Institute. 32 (2), 1819-1838 (2009).
  5. Zhou, X., Torabi, M., Lu, J., Shen, R., Zhang, Z. Nanostructured Energetic Composites: Synthesis, Ignition/Combustion Modeling, and Applications. ACS Applied Materials and Interfaces. 6 (5), 3058-3074 (2014).
  6. Mann, A. B., et al. Modeling and Characterizing the Propagation Velocity of Exothermic Reactions in Multilayer Foils. Journal of Applied Physics. 82 (3), 1178(1997).
  7. Jayaraman, S., Mann, A. B., Reiss, M., Weihs, T. P., Knio, O. M. Numerical Study of the Effect of Heat Losses on Self-Propagating Reactions in Multilayer Foils. Combustion and Flame. 124 (1-2), 178-194 (2001).
  8. Rogachev, A. S. Exothermic Reaction Waves in Multilayer Nanofilms. Russian Chemical Reviews. 77 (1), 21-37 (2008).
  9. White, J. D. E., Reeves, R. V., Son, S. F., Mukasyan, A. S. Thermal Explosion in Al-Ni System: Influence of Mechanical Activation. The Journal of Physical Chemistry A. 113 (48), 13541-13547 (2009).
  10. Shteinberg, A. S., Lin, Y. -C., Son, S. F., Mukasyan, A. S. Kinetics of High Temperature Reaction in Ni-Al System: Influence of Mechanical Activation. The Journal of Physical Chemistry A. 114 (20), 6111-6116 (2010).
  11. Manukyan, K. V., Lin, Y. L., Rouvimov, S., McGinn, P. J., Mukasyan, A. S. Microstructure-reactivity relationship of Ti reactive nanomaterials. Journal of Applied Physics. 113 (2), 024302(2013).
  12. Mukasyan, A. S., Lin, Y. C., Rogachev, A. S., Moskovskikh, D. M. Direct Combustion Synthesis of Silicon Carbide Nanopowder from the Elements. Journal of the American Ceramic Society. 96 (1), 111-117 (2013).
  13. Lin, Y. C., Nepapushev, A. A., McGinn, P. J., Rogachev, A. S., Mukasyan, A. S. Combustion joining of carbon/carbon composites by a reactive mixture of titanium and mechanically activated nickel/aluminum powders. Ceramics International. 39 (7), 7499-7505 (2013).
  14. Manukyan, K. V., et al. Tailored Reactivity of Ni+AlNanocomposites: Microstructural Correlations. The Journal of Physical Chemistry C. 116 (39), 21027-21038 (2012).
  15. Qiu, X., Wang, J. Bonding Silicon Wafers with Reactive Multilayer Foils. Sensors and Actuators A. 141 (2), 476-481 (2008).
  16. Wang, J., et al. Joining of Stainless-Steel Specimens with Nanostructured Al/Ni Foils. Journal of Applied Physics. 95 (1), 248-256 (2004).
  17. Rogachev, A. S., Mukasyan, A. S. Combustion of Heterogeneous Nanostructural Systems (Review). Combustion, Explosion, and Shock Waves. (Engl. Transl). 46 (3), 243-266 (2010).
  18. Granier, J. J., Pantoya, M. L. Laser Ignition of Nanocomposite Thermites). Combustion and Flame. 138 (4), 373-383 (2004).
  19. Bockmon, B. S., Pantoya, M. L., Son, S. F., Asay, B. W., Mang, J. T. Combustion Velocities and Propagation Mechanisms of Metastable Interstitial Composites. Journal of Applied Physics. 98 (6), 064903-064907 (2005).
  20. Tillotson, T. M., et al. Nanostructured Energetic Materials Using Sol−Gel Methodologies. Journal of Non-Crystalline Solids. 285 (1-3), 338-345 (2001).
  21. Cervantes, O. G., Kuntz, J. D., Gash, A. E., Munir, Z. A. Heat of Combustion of Tantalum−Tungsten Oxide Thermite Composites. Combustion and Flame. 157 (12), 2326-2332 (2010).
  22. Leventis, N., Chandrasekaran, N., Sadekar, A. G., Sotiriou-Leventis, C., Lu, H. One-Pot Synthesis of Interpenetrating Inorganic/Organic Networks of CuO/Resorcinol-Formaldehyde Aerogels: Nanostructured Energetic Materials. Journal of the American Chemical Society. 131 (13), 4576-4577 (2009).
  23. Zhang, K., Rossi, C., Ardila Rodriguez, G. A., Tenailleau, C., Alphonse, P. Development of a Nano-Al/CuO Based Energetic Material on Silicon Substrate. Applied Physics Letters. 91 (11), 113117-113113 (2007).
  24. Xu, D., Yang, Y., Cheng, H., Li, Y. Y., Zhang, K. Integration of Nano-Al with Co3O4Nanorods to Realize High-Exothermic Core-Shell Nanoenergetic Materials on a Silicon Substrate. Combustion and Flame. 159 (6), 2202-2209 (2012).
  25. Shearing, P. R., et al. Exploring Microstructural Changes Assicuated with Oxidation in Ni-YSZ SOFC Electrodes Using High Resolution X-ray Computed Tomography. Solid State Ionics. 216 (28), 69-72 (2012).
  26. Bacciochini, A., Bourdon-Lafleur, S., Poupart, C., Radulescu, M., Ni-Al, J. odoinB. Nanoscale Energetic Materials: Phenomena Involved During the Manufacturing of Bulk Samples by Cold Spray. Journal of Thermal Spray Technology. In press, (2014).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة