Hazırlık ve Gazsız nanoyapılı reaktivitesi Enerjik Malzemeler

Aşağıdaki deneyin genel amacı, yüksek reaktif gaz, daha az nano yapılı enerjik malzemeler hazırlamak ve karakterize etmektir. Bu, reaktanlar arasında taze oksijensiz yakın yüzey teması ile nikel alüminyum kompozit parçacıklarının oluşumu yoluyla reaktivitelerini arttırmak için nikel ve alüminyum tozu karışımlarının yüksek enerjili bilyalı öğütülmesiyle elde edilir. Daha sonra, mekanik olarak üretilen enerjik malzemelerin ön yayılma hızı ve tutuşma sıcaklığı gibi yanma özelliklerini belirlemek için yüksek hızlı kızılötesi görüntüleme kullanılır.

Daha sonra alan emisyonu, odaklanmış bir iyon ışını ile SEM, enerjik malzemelerin mikro yapısını analiz etmek için kullanılır. Bu dilim ve görünüm tekniği, nano yapılı gaz daha az enerjili malzemelerin mikro yapısını karakterize eder. SEM ve yüksek hızlı görüntülemenin sonuçları, nano yapılı enerjik malzemelerin mikro yapısal ve tutuşma özelliklerini uyarlamak için daha yüksek enerjili bilyalı frezelemenin kullanılabileceğini gösterdi.

Bu tekniğin, ultrasonik karıştırma kendi kendine montaj yaklaşımları gibi mevcut karıştırma yöntemlerine göre temel avantajları, bu nedenle jel buharı biriktirme, enerjik malzemelerin ölçeklenebilir ve çevre dostu bir şekilde hazırlanmasını sağlamasıdır. Bu yöntem, malzeme mikro yapısının ayarlanması yoluyla dökümsüz heterojen sistemlerin reaktivitesinin duyurulmasında kilit soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu yöntem, gaz, daha az reaktif sistemlere dayalı enerjik malzemelerin hazırlanması ve karakterizasyonu hakkında fikir verebilir.

Termitler gibi diğer sistemlere de uygulanabilir. Termitler. Bu protokol için bire bir molar oranında 35 gramlık bir nikel ve alüminyum karışımı hazırlayın. Toz ve öğütme etkileşimlerinin yoğunluğunu tanımlamak için, beşe bir bilye-toz şarj oranı kullanın.

Bu nedenle 35 gram toz için, kullanılacak öğütme kavanozu ile aynı malzemeden yapılmış 175 gram 10 milimetre bilye hazırlayın. Ardından topları ve tozu kavanoza ekleyin. Kavanoz, eklenen tozlardan daha sert olmalıdır.

Çelik zirkonyum oksit veya tungsten karbür kavanozların tümü bu sistem için yeterli şekilde çalışacaktır. Daha sonra kavanozu kapatın ve Argon gazını pompalayarak havayı boşaltın, kavanozu Argonne ile dört kez doldurun ve boşaltın ve ardından kavanozu, kavanoz hazırlanırken atmosferik basıncın biraz üzerinde olacak kadar Argonne ile doldurun, planet bilyalı değirmene yükleyin ve RPM'yi kavanoz için altı 50'ye ve güneş çarkının iç dönüşü için 1400'e ayarlayın. Bazen iç dönüş, kompozit parçacıkların mikro yapısını düzenlemek için değiştirilebilir.

Şimdi sistemi 15 dakika çalıştırın. Sistemi, bu durumda 17 dakika olan kritik süreden daha uzun süre çalıştırmayın. Aksi takdirde, kavanoz oda sıcaklığına soğuduğunda istenmeyen reaksiyonlar meydana gelecektir Koruyucu giysiler giyerken, kapağı çıkararak gazı bir çeker ocak altına boşaltın.

Spontan reaksiyonları önlemek için tozu toplamadan önce kavanozun beş dakika havalandırılmasına izin verin. Tozu kavanozdan toplarken, hırsızlar kullanarak metalik bir spatula kullanmayın, tozu çeşitli boyutlarda sıralayın. Bu protokolün geri kalanı için 20 ila 53 mikrometre arasındaki parçacıkları kullanın, şimdi Elenmiş tozları bir pelet haline getirin.

Beş milimetre paslanmaz çelik pres kalıbında 1100 kilograma ayarlanmış tek eksenli bir pres kullanarak. İki dakikalık bir bekleme süresi kullanın ve ardından peletin yeterince büyük olması koşuluyla peletin fiziksel ölçümlerini yapın. Bir transformatöre bağlı bir tungsten tel ile bir grafit plaka üzerinde yanma testi için ayarlayın.

Bu test için yüksek hızlı bir kızılötesi kamera kullanın. Yanma dalgası hızını doğru bir şekilde ölçmek için, kamerayı pelet üzerine dik bir açıyla odaklayın ve kaydı başlatın. Ardından, yanma reaksiyonunu başlatacak olan teli ısıtmak için transformatörü yavaşça açın.

Verilerin kare kare analizini yaparak, ortalama yanma hızını elde etmek için reaksiyon cephesinin zamana karşı yayılmasının konumunu çizin. Yanma hızını belirlemek için, numune yüksekliğini tamamen yayılması için geçen süreye bölün. Ardından, numunenin orta alanındaki sıcaklık değişikliklerini çizin.

Ateşleme özelliklerini tanımlamak için, sead tozundan ince bir disk yapın ve diski 800 kelvin gibi istenen sıcaklığa ayarlanmış bir sıcak plakaya koyun. Sıcak plaka sıcaklığına çöktüğünde, yüksek hızlı kamerayı pelet üzerine odaklayın ve kayda başlayın. Kameranın görüntüsü, pelet üzerindeki sıcaklık noktasının plakanınkini aştığı ilk anın analizde kaydedilmesi için pelet ile plaka arasındaki temas noktasını göstermelidir.

Bunu reaksiyon başlangıç noktası olarak tanımlayın. Tutuşma sıcaklığı grafiğini belirlemek için, parçacığın tutuşma noktasının sıcaklığı. Tutuşma sıcaklığı, sıcaklık profilinin bir termal patlamanınkine geçtiği bükülme noktasıdır.

Taramalı elektron mikroskobu için asılı parçacıkların örneğini hazırladıktan sonra, beş dakikalık bir plazma temizliği ile hazırlayın ve ardından elektron demetini tek bir parçacık üzerine odaklayın. Z yüksekliğini çalışma mesafesine bağlayın ve ardından numuneyi eksantrik yüksekliğe yükseltin. Şimdi, numunenin üzerine 70 nanometre kalınlığında bir platin tabakası yerleştirmek için gaz enjeksiyon iğnesi ile elektron demetini kullanın.

Bu, onu galyum iyonu ışınından veya I ışınından bozulmaya karşı korur. Ardından, numuneyi 52 dereceye eğin ve I kirişini açın. I ışınını beş kilovolt ve 0.28 nano ampere ayarlayın.

Ardından, numune üzerine 0,5 mikrometre daha platin biriktirmek için gaz enjeksiyon iğnesini kullanın. Güvene dayalı işaretleri kestikten sonra, parçacığı I-kirişi ilk açık dosyasıyla dilimlemek için bir program kullanın ve ardından verilerin nerede saklanacağını seçmek için görüntü kaydetme konumunu doldurun. Ardından, dilim sekmesinden aşağıdaki değişiklikleri yapın.

Tüm parçacık boyunca frezelemek için genişliği, uzunluğu ve derinliği ayarlayın. Ardından, görüntü başına dilim sayısını ve dilim sayısını ayarlayın. Yardımcı programlar sekmesi altında, programın numuneyi zarar vermeden öğütmek için uygun ışın akımını seçmesi için akımları öner seçeneğini seçin.

Şimdi, göster'i tıklayın. Yazılım daha sonra frezeleme ızgarasının bir görselini sağlar. Planı iki kez kontrol edin ve ardından parçacığı frezelemeye başlayın.

Her dilim yapıldıktan sonra, rekonstrüksiyon için dilimin yüksek kaliteli bir elektron ışını görüntüsünü alın. ebeam için parametreler kurulum ve ebeam görüntü tarama parametreleri altında bulunur. Bu ayarlar ızgaraya seçim çözünürlüğü ve bekleme süresi verecektir.

Bekleme süresi ne kadar yüksek olursa, açıklanan prosedürü kullanarak görüntüyü toplamak o kadar fazla zaman alır. Homojen nano kompozit parçacıklar ilk karışımlarla karşılaştırıldı. Reaktanlar ve kompozit parçacıklar arasındaki yüzey alanı, ilk karışımınkine kıyasla önemli ölçüde artmıştır.

Yüksek enerjili bilyalı frezeleme veya HEBM'den sonra, her bileşen başka bir bileşenin matrisine dahil edildi. Çoğu durumda, elde edilen nano yapılı enerjik kompozitler, reaktanlar arasında yüksek temas alanı ile tamamen yoğundur. Yüksek enerjili bilyalı frezeleme, ilk alüminyum parçacıkları üzerindeki koruyucu oksit tabakasını etkili bir şekilde çıkardı.

TEM analizinin karanlık alan görüntüsü, nikel alüminyum kompozit parçacıklarının enerji dağıtıcı, x-ışını spektroskopisi ile birleştiğinde, yeni sınırların oksijensiz olduğunu açıkça göstermektedir. HEBM, güneş çarkı ve değirmen kavanozunun dönme oranını değiştirerek partikül boyutunun düzenlenmesini sağlar K.In bu karışım olarak kısaltılır, K 1.5'ten küçüktür ve bilyelerin ve tozun kayması gözlenmiştir. Bununla birlikte, K 1.85 ile 1.5 arasına yükseltildiğinde, yoğun top çarpışmaları meydana geldi.

Bu tür farklı HEBM rejimleri, parçacıkların boyutlarını önemli ölçüde etkiler. Kayma rejiminde kaba parçacıklar oluşurken, çarpışma rejimi tarafından çok daha ince parçacıklar hazırlanır Geliştirildikten sonra. Bu teknik, enerjik nanomalzemeler alanındaki araştırmacıların, yüksek enerji yoğunluklu kompozitlerin mikro yapısı ve reaktivitesi arasındaki ilişkileri keşfetmelerinin yolunu açtı.

Bu videoyu izledikten sonra, yüksek enerjili kutup frezeleme ile enerjik nano kompozitlerin nasıl hazırlanacağını ve tutuşma ve yanma özelliklerinin nasıl belirleneceğini iyi anlamış olmalısınız. Enerjik nano malzemelerin son derece tehlikeli olabileceğini ve bu işlemi gerçekleştirirken her zaman kişisel koruyucu ekipman gibi önlemlerin alınması gerektiğini unutmayın.