Nanothermite med maräng-liknande morfologi: från löst puder till Ultra porösa objekt

Chemistry

Your institution must subscribe to JoVE's Chemistry section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

Detta manuskript beskrivs syntesen av brännbara aluminophosphate matriser genom reaktion av ortofosforsyra (H3PO4) med aluminium nanopowder. När denna reaktion utförs med överskott aluminium i närvaro av volfram svaveltrioxid nanopowder, leder det till ett fast, porös nanothermite skum.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Martin, C., Comet, M., Schnell, F., Spitzer, D. Nanothermite with Meringue-like Morphology: From Loose Powder to Ultra-porous Objects. J. Vis. Exp. (130), e56479, doi:10.3791/56479 (2017).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Målet med det protokoll som beskrivs i denna artikel är att förbereda aluminothermic kompositioner (nanothermites) i form av porösa, monolitisk objekt. Nanothermites är brännbart material består av oorganiska bränsle och ett oxidationsmedel. I nanothermite skum är aluminium det bränsle och aluminium fosfat och volfram svaveltrioxid är de oxiderande beståndsdelarna. De högsta lågan förökning hastigheterna (FPVs) i nanothermites observeras i löst pulver och FPVs minskade starkt pelletsverk nanothermite pulver. Ur en fysisk synvinkel är nanothermite löst pulver metastabilt system. Deras egenskaper kan ändras genom oavsiktlig packning inducerad av stötar eller vibrationer eller segregeringen av partiklar över tid genom att avveckla fenomen, som härstammar från densitet skillnaderna av deras komponenter. Flytta från ett pulver till ett objekt är den utmaning som måste övervinnas för att integrera nanothermites i pyrotekniska system. Nanothermite objekt måste ha både en hög öppen porositet och god mekanisk hållfasthet. Nanothermite skum uppfyller båda dessa kriterier, och de är beredda av dispergering en nano-storlek aluminothermic blandning (Al/WO3) i ortofosforsyra. Reaktionen av aluminium med Syralösningen ger AlPO4 ”cement” som Al och WO3 nanopartiklar är inbäddade. I nanothermite skum spelar aluminium fosfat den dubbla rollen som binder och oxidationsmedel. Denna metod kan användas med volfram svaveltrioxid, som inte ändras av förberedelseprocessen. Det skulle förmodligen kunna utvidgas till vissa oxider, som vanligen används för beredning av högpresterande nanothermites. WO3-baserade nanothermite skum beskrivs i denna artikel är särskilt okänsliga för stötar och friktion, vilket gör dem betydligt säkrare att hantera än Al/WO3 löspuder. Snabb förbränning av dessa material har intressanta tillämpningar inom pyroteknisk tändare. Deras användning i sprängkapslar som grundfärger skulle kräva införlivandet av sekundärt sprängämne i deras sammansättning.

Introduction

Denna artikel rapporter om en metod för att omvandla nano-storlek aluminothermic blandningar (Al/WO3) från ett löspuder tillstånd till skum1. Nanothermites är snabb bränning energisk kompositioner, som oftast är beredda av fysisk blandning av ett metalliskt oxid/salt med en reducerande metall, i form av nanopulver2. De mest representativa oxider som används för att förbereda nanothermites är Cr2O33,4, Fe2O35, MnO26, WO37, MoO38 , CuO9 och Bi2O310,11, medan de metalliska salter som används är perklorater12,13, jodater14,15, perjodater16, sulfater17 eller persulfates18. Aluminium nanopowder är det bästa valet som bränsle för nanothermites på grund av deras många önskvärda egenskaper, såsom en hög oxidation värme (10-25 kJ/g)19, snabb reaktion kineticsen20, låg toxicitet21, och en rättvis grad av stabilitet när det har varit exakt passiverad22.

I Al-baserade nanothermites, propagerar flammans främre vid höga hastigheter (0,1 - 2,5 km/s), men detta kan dock, betraktas som detonation23. Mekanismen för reaktionen drivs faktiskt av konvektion av heta gaser i porositeten av oreagerad material. Med andra ord, är porositeten viktigt att snabb förbränning av nanothermites. Dock är lös nanothermite powder inte stabil ur en fysisk synvinkel. De är packas av stötar eller vibrationer, och sin tätaste komponenten (allmänt oxiden) separerar gradvis från sammansättningen av verkan av tyngdkraften. Stabiliseringen av nanothermite porositet är en avgörande utmaning för deras integration i framtida pyrotekniska system.

Den största fördelen med förberedelseprocessen som beskrivs häri är att ge mycket porösa, solid, nanothermite monoliter, som kan formas genom gjutning pastan som de utgör. Dessutom är nanothermite skum ganska okänslig för stötar, friktion och elektrostatisk urladdning jämfört nanothermite löst pulver. Denna okänslighet som gör dem särskilt säkra att hantera och maskin, till exempel genom sågning eller borrning.

När lös nanothermite pulver är pressade eller pelletar, deras porositet minskar och objekt bildas. Sammanhållningen i sådana material härstammar från surface krafter, som ansvarar för aggregering av nanopartiklar. Den mekaniska hållfastheten hos nanothermite pellets kan förbättras i närvaro av nano-kolfiber, som fungerar som en ram för att stärka dessa objekt24. Tyvärr, att trycka på starkt minskar Reaktiviteten hos nanothermites. Enligt Prentice et al.inducerar pressning av nano-Al/nano-WO3 kompositioner en kollaps av sin reaktion hastighet av två tiopotenser7. Sammanfattningsvis, tvärtemot de flesta sprängämnen, kan inte nanothermites formas genom att trycka på.

Hittills har väldigt få metoder för att strukturera nanothermites rapporterats i vetenskaplig litteratur som behandlar nanothermites. Nanothermites kan deponeras på substrat, antingen från pulver av komponenterna sprids i ett flytande medium genom elektrofores25eller genom sputtring komponenter i successiva lager26. Båda metoderna leda till tät avlagringar, som är mindre reaktiva än löst pulver och tenderar att delaminate från underlaget som de är beredda.

Beredning av ”tredimensionell” objekt består av nanothermite föreslogs av Tillotson o.a. 5, som använt sol-gel syntesen utvecklats av Gash et al. som består av gelbildande lösningar av metalliska salter av epoxider27. Nanothermite monoliter förbereds av dispergering Al nanopowder i sol, innan gelbildande. Gelerna torkas därefter i en värme-kammare att producera xerogels eller av en komplex process som involverar användning av superkritisk CO2 att få Aerogel. Nanothermite Aerogel inte bara har starka reaktivitet men kan också bearbetas på grund av deras utmärkta mekaniska egenskaper. Dessutom tillåter sol-gel processen en att syntetisera mikro- och mesoporous material med en oöverträffad grad av homogenitet mellan bränslet (Al) och oxider i mixen. Trots dessa intressanta funktioner, användning av sol-gel processen begränsas av: (i) komplexiteten i batch syntesen, som beror på många parametrar. (ii) oundviklig förekomst av syntes biprodukter (orenheter) i slutmaterialet och (iii) den mycket lång tid som krävs av de olika stegen i processen.

Brännbart mattor av nanothermite utarbetades av electrospinning av nitrocellulosa (bindemedel) från lösningar som belastats med Al och CuO nanopartiklar28. Dessa nanothermite filtar består av fibrer med sub mikrometer skala diametrar, som är en priori icke-porös. I dessa material definieras porositeten av sammanflätning av fibrer. Proven av nanothermite mats Bränn långsamt (0,06 - 1,06 m/s) jämfört med ren nano-storlek Al/CuO blandningar i ett löspuder tillstånd, där flammans främre propagerar på en hastighet av flera hundra m/s29. Slutligen, användning av nitrocellulosa som ett bindemedel för nanothermites är inte perfekt, eftersom det avsevärt ökar deras Termisk känslighet och förändrar deras långsiktiga kemiska stabilitet.

Membran av nanothermites utarbetades av Yang et al. från komplexa hierarkiska MnO2/SnO2 Halvledareheterostructures blandat med Al nanopartiklar6. I dessa material har fasen oxid en mycket specifik morfologi, där MnO2 nano-tråd omfattas av SnO2 grenar. På grund av dess mycket speciella struktur, oxider inte bara fällor Al nanopartiklar, men också till det mekaniska motståndet av membranet.Beredningsprocessen av MnO2/SnO2/Al membran är mycket enkel; Den består av filtrering av nanothermite som finns i vätskan som det har utarbetats, använda filtrering tårtan som ett membran.

För att sammanfatta, den enda nanothermite är objekt som nämns i den vetenskapliga litteraturen insättningar på substrat, Aerogel eller mats. Tanken på att förbereda nanothermites i form av fast skum öppnar nya horisonter för integrationen av dessa energetiska material i funktionella pyroteknik system. Skummande processen rapporteras i denna artikel är enkel att utföra och kan tillämpas praktiskt taget på någon nanothermite beredd från aluminium nanopowder. Den skummande medlet är ortofosforsyra (H3PO4), en gemensam, billig och icke-giftiga kemiska, som reagerar med nano-Al att ge cement (AlPO4) och gaser (H2, H2O vapor) som skapar porositeten av den material1. Aluminium fosfat är särskilt stabil vid höga temperaturer, tvärtemot organiska bindemedel såsom energisk polymerer (nitrocellulosa). AlPO4 fungerar dock som ett oxidationsmedel mot nano-Al vid hög temperatur, enligt begreppet ”negativ sprängämnen” föreslås av Shimizu30.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

FÖRSIKTIGHET: Utför alla reaktioner som beskrivs i denna artikel i en explosion-bevisade kammare med bepansrade fönster som tillåter både okulärbesiktning och observation av de skummande/förbränningsprocesser av hög hastighet video. Ta hand om potentiella antändning av aluminothermic kompositioner och väte explosionen i luften experimentella risken. Därför arbeta alltid i en explosion-bevisade kammare utrustade med tillräcklig ventilation. Kom ihåg att experiment på energisk material måste utföras av erfarna forskare, som är fullt medvetna om pyrotekniska faror, och att alla tester måste utföras i enlighet med lokala lagar och bestämmelser. Observera att författarna sjunka något ansvar för felaktig användning av dessa resultat.

1. beredning av en Aluminophosphate matris

Obs: Experiment utförs vid rumstemperatur (15-25 ° C).

  1. Väga 3.00 g aluminium nanopowder.
  2. Väga 4.00 g av en kommersiell lösning (85%) av ortofosforsyra (H3PO4) i en bägare 150 mL; lägga till syran droppvis med en 3 mL polyetylen Pasteur-pipett.
    1. Alternativt kan en volym från 0 - 2 mL avjoniserat vatten läggas till ortofosforsyra.
    2. Homogenisera lösningen genom att sakta vrida bägaren för hand på ca 100 rpm.
  3. Placera bägaren som innehåller syra i explosion kammaren.
  4. Häll i aluminium nanopowder vägde i steg 1.1 i bägaren som innehåller H3PO4 lösningen.
  5. Blanda snabbt med en rostfri Stekspade; utför det här steget om du på mindre än en minut.
  6. Nära explosionen kammaren omedelbart.
  7. Vänta tills den skummande reaktionen inträffar.
  8. Efteråt, vänta en ytterligare 10 min för matrisen aluminophosphate svalna.
  9. Ta bort bägaren från explosion kammaren med ett laboratorium båge tong.
  10. Återställa urvalet, vilket följer bägare väggen, genom att försiktigt bryta. Akta dig för förekomst av sura rester och inte hanterar material utan handskar.

2. Sammanfattning av Nanothermite cellplast

Obs: Experiment utförs vid rumstemperatur (15-25° C).

  1. Beredning av nanothermite blandningen
    1. I en 100 mL runda-botten, väga 3.00 g och 3,45 g av Al och WO3 nanopulver, respektive.
    2. Blanda nanopulver med en vortex mixer verksamma vid 2500 rpm.
    3. Försiktigt rör blandningen med en rostfritt stål spatel för att homogenisera det. Undvika någon friktion mellan glasväggen i runda-botten kolven och spateln under denna operation.
      Obs: I detta steg försöksledaren måste vara jordade för att undvika eventuella elektrostatisk urladdning, vilket kan orsaka antändning av blandningen.
    4. Upprepa 2.1.2.
  2. Beredning av H 3 PO 4 lösningar
    1. Väga 4.00 g av en kommersiell lösning (85%) av ortofosforsyra (H3PO4) i en bägare 150 mL; lägga till syran droppvis med en 3 mL polyetylen Pasteur-pipett.
    2. Beredning av utspädda H3PO4 lösningar:
      1. Ta provet bereddes i steg 2.2.1 och tillsätt 0 till 2 mL avjoniserat vatten med en 1 mL polyetylen Pasteur-pipett.
      2. Homogenisera lösningen av den långsamma rotation rörelsen bägarens appliceras för hand med en hastighet av ca 100 rpm.
  3. Beredning av nanothermite skum
    1. Placera bägaren som innehåller den syra som bereddes i steg 2.2 i explosion kammaren.
    2. Häll den nanothermite som bereddes i steg 2.1 i bägaren som innehåller H3PO4 lösningen.
    3. Blanda snabbt med en rostfritt stål spatel; utför det här steget om du på mindre än en minut.
    4. Nära explosionen kammaren omedelbart.
    5. Vänta tills den skummande reaktionen inträffar.
    6. Efteråt, vänta en ytterligare 10 min för nedkylning av nanothermite skum.
    7. Ta bort bägaren från explosion kammaren med ett laboratorium båge tong.
    8. Återställa urvalet, vilket följer bägare väggen, genom att försiktigt bryta. Akta dig för förekomst av sura rester och Undvik att hantera material utan handskar.

3. förbränning av Nanothermite cellplast

  1. Placera matrisen aluminophosphate bereddes i steg 1.10 eller nanothermite skummet bereddes i steg 2.3.8 i explosion kammaren.
  2. Placera en pyroteknisk tändare nära provet från steg 3.1.
  3. Nära explosionen kammaren.
  4. Anslut igniter till en säker elektronisk anordning.
  5. Eld pyrotekniska kedjan.
  6. Observera förbränning genom det bepansrade fönstret med en ultrasnabb kamera på 10.000 till 30.000 bildrutor/s.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Matrisen aluminophosphate innehåller kristalliserat aluminium (Al) och aluminium fosfat (AlPO4). Förekomsten av dessa faser bekräftades av röntgendiffraktion (figur 1). Dessutom har gravimetrisk experiment visat att detta material innehåller också en icke-kristallin del, som är amorf aluminiumoxid. I dessa material fungerar aluminium fosfat både som bindemedel och oxidationsmedel. De oxiderande egenskaperna hos AlPO4 var framgår av mätning i en 50/50 wt./wt.% nano-Al/AlPO4 blandning i en bomb kalorimeter1explosion hetta (3.340 J/g).

Vattnet, som läggs till späd ut H3PO4 lösningarna, decelererar löneförhöjningen i temperatur av reaktion medium (figur 2). Torkning av H3PO4 av fosfor bauxit (P4O10) eller av någon stark torkmedel, är inte rekommenderas (figur 2, längst till vänster kurva). I avsaknad av vatten genomgår pastan mycket snabb uppvärmning, som provocerar antändning av energiska skum och en väte explosion i luften. Observera att massa väte som släpptes av beredningen av en nanothermite skum prov 10 g är cirka 0,5 g och att förbränning av ett sådan belopp av denna gas i luften ger en energi av ca 60 kJ. Brandfarlighet gränserna för väte varierar från 4 till 75 vol.% i luft och dess antändningstemperatur är mellan 500 och 580 ° C31.

De system som vatten är lättare att blanda, på grund av en mer gynnsam vätska/pulver-förhållande. Vatten förseningar skummande reaktionen och gör det mer progressiva och säkrare. Nanothermite skum produceras från utspädda lösningar har bättre mekaniska styrka men expandera mindre. Analysen av röntgendiffraktion av nanothermite cellplast avslöjar att de innehåller kristalliserat aluminium, aluminium fosfat och volfram svaveltrioxid (figur 3). Den senare interagerar kemiskt inte med skummande reaktionen.

Sammansättningen av aluminophosphate matrisen (nano-Al/AlPO4) och nanothermite skum (nano-Al/AlPO4/nano-WO3) beredd enligt protokollet ges i tabell 1. Skum densitet beror på de experimentella förhållanden där de har syntetiserats, i synnerhet av koncentrationen av H3PO4 lösningen. Det varierar vanligtvis från 5 till 20% av deras teoretiska densitet, motsvarar en hög porositet (80-95%).

Den värme som frigörs vid förbränning av matrisen aluminophosphate och nanothermite skum, som var beredda enligt experimentella protokoll är lika med 3,4 kJ/g och 2,5 kJ/g, respektive. Förbränning av skum i kalorimetriska bomben producerar återstoder innehållande fosfor, vars närvaro kännetecknas av kontinuerliga utsläpp av vit rök i kontakt med luftens syre. Fosfor är producerad av minskningen av AlPO4 inuti slutna kammaren i frånvaro av luft.

Aluminophosphate matriser och nanothermite skum är inte särskilt känsliga för friktion och chock påfrestningar. Men måste de hanteras med försiktighet på grund av deras måttlig känslighet för elektrostatisk urladdning och värme källor, såsom en öppen låga. Deras förbränning producerar stora eldklot med flygande gnistor gjorda av smält partiklar. Effekterna av dessa glödlampor faser förändrar ytan på fönstret bepansrade explosion avdelning.

Förbränning experimentet beskrivs i protokollet experimentella kvalitativt illustrerar de snabb förbränning av aluminophosphate (eller nanothermite) skum. Det kan inte användas för att mäta den låga förökning lufthastigheten i nanothermite monoliter eftersom riklig rök släpptes av reaktionen dölja flammans främre. Dessutom förbränning följer flera sökvägar inuti den materiella porositet, som gör det svårt att veta var förbränning framsidan är vid en given tidpunkt och, följaktligen, att mäta en förökning hastighet.

Figure 1
Figur 1: röntgendiffraktion mönster av en aluminophosphate matris. Röntgendiffraktion mönster av en aluminophosphate matris, som visar förekomsten av kristalliserad Al och AlPO4. Denna siffra har ändrats från komet o.a. 1 diffractogram utfördes på ett skum, som tidigare hade krossats till fint pulver med en partikelstorleksfördelning nedanför 200 µm. vänligen klicka här för att visa en större version av denna siffra.

Figure 2
Figur 2: utvecklingen av temperaturen för nanothermite pastor under sin skummande reaktion. Utvecklingen av temperaturen för nanothermite klistrar in under sin skummande reaktion, beroende på de H3PO4 koncentration. Denna siffra har ändrats från komet o.a. 1 temperaturen mättes med en typ-K termoelement placerat i pasta och ansluten till en proportionell-integral-derivat (PID) controller. Rusning av skummande reaktionen observeras när temperaturen är högre än 40 ° C. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 3
Figur 3: röntgendiffraktion mönster av ett skum med nanothermite. Röntgendiffraktion mönster av en nanothermite skum, visar förekomsten av kristalliserad Al, AlPO4 och WO3. Denna siffra har ändrats från komet o.a. 1 som aluminophosphate skum, som diffractogram utfördes på ett prov, som tidigare har krossats till fint pulver med en partikelstorleksfördelning nedanför 200 µm. Notera att volfram svaveltrioxid reagerar inte med ortofosforsyra i den experimentella försöksbetingelser.Klicka här för att visa en större version av denna siffra.

Prov Al (wt.%) Al2O3 (wt.%) AlPO4 (wt.%) WO3 (wt.%) H2O (wt.%)
Al/H3PO4. H2O 21,8 9,4 68,8 0,0 0,0
Al/WO3h3PO4. H2O 14,6 5.0 44,2 36,2 0,0

Tabell 1: kemiska sammansättningen av aluminophosphate (nano-Al/AlPO4) och nanothermite (nano-Al/nano-WO3/AlPO4) skum beredd enligt protokollet. Dessa värden har beräknats från termogravimetrisk data.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Den blandande nanopulver med syra och stängning av explosion kammaren måste utföras snabbt, av säkerhetsskäl. Reaktion förseningen kan variera i viss utsträckning (1-10 min), beroende på försöksbetingelser. Det förkortas när rumstemperaturen är för hög eller i närvaro av externa värmekällor som en spotlight, vilket kan orsaka tidig aktivering av skummande reaktionen. Omvänt, är det då när rumstemperaturen är låg. När det gäller för mycket skummande dröjsmål (> 15 min), reaktionen kan stoppas genom att snabbt hälla en stor mängd vatten i bägaren (100 mL). Beredning av aluminophosphate matris eller nanothermite skummet måste utföras vid rumstemperatur (15-25 ° C), att veta att den skummande reaktionen aktiveras när temperaturen av pasta är mellan 40 till 45 ° C (figur 2). Skummande reaktionen föregås av en varningstecken, som är en liten utbyggnad av pastan med bubblor av gas att bryta dess yta. Den reaktion runaway kännetecknas av en snabb och stark expansion av pasta, åtföljs av viktiga gasformiga utsläpp (H2 och H2O ånga).

Kvantiteten av nanopowder blandat med H3PO4 lösningen definierar konsistensen på pastan. Låga nyckeltal pulver-syra ge vätska pastor, medan låga nyckeltal syra/pulver försvårar blandning. Den oxid som används för nanothermite beredning måste vara kompatibel med ortofosforsyra. De aluminophosphate eller nanothermite skum måste alltid vara beredda i små mängder (normalt 10 g), att minimera de explosionsrisk uppkommer vätet frigörs i luften under processen.

Ett första viktigt steg är vägning av nanopulver, som måste utföras av en operatör som bära lämplig personlig skyddsutrustning (FFP3 filter patron mask) under ett dragskåp. Blandning av nanopowder(s) med ortofosforsyra måste göras snabbt för att ha tid att stänga explosion-bevisade kammaren, vilket är svårare när pastan är tjock, till exempel med förhållandet hög pulver-syra. Skum måste syntetiseras borta från värmekällor, på grund av bildandet av vätgas genom reaktion. Alla energiska prov måste hanteras med omsorg; Nano-Al/nano-WO3 löst puder har en särskilt låg känslighet tröskel mot elektrostatiska urladdningar (0.14 mJ). Slutligen, det brinnande testet av cellplast måste utföras i en brännkammare som är utrustad med en lämplig luft avgaser.

Beredning av nanothermite objekt av denna process är unik. Den bara annan metoden för att förbereda stora nanothermite monoliter är sol-gel metodik. Denna teknik kräver specifika prekursorer och mycket lång syntes/torkning steg, vilket gör det mycket dyrt. Dessutom innehålla material som produceras av den sol-gel-tekniken alltid föroreningar som kommer från processen. Slutligen, sol-gel produkt porositet är mycket liten jämfört med nanothermite skum, som begränsar spridningen av konvektion mekanismer (tryckförluster) och kan förändra dess reaktivitet.

Den framtida integreringen av nanothermite cellplast i pyrotekniska system kräver användning av andra oxider (t.ex. CuO och Bi2O3) för att förbättra deras reaktiva egenskaper. Dessutom kunde tillägg av sekundära sprängämnen i nanothermite skum, antingen i sammansättning eller av efterföljande infiltration (från en lösning) av en redan existerande skum, användas att syntetisera detonerande energisk nanokompositer32. Sådana material kunde hitta intressanta applikationer i blyfria primers. Gjutning av nanothermite skum till objekt med väl definierade former blir nästa utmaning att övervinna.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Vi har inget att redovisa.

Acknowledgements

Författarna vill tacka fotograferna av ISL, Yves Suma och Yannick Boehrer, för bilder av prover och observation av hög hastighet video av syntesen och förbränning av nanothermite skum. De skulle också vilja uttrycka sin tacksamhet till sin kollega Dr Vincent Pichot från NS3E laboratorium för karakterisering av material av röntgendiffraktion.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Aluminum nanopowder Intrinsiq Materials - nanopowder, ≈ 100 nm particle size Al QNA891
Tungsten(VI) oxide Sigma-Aldrich 550086-25G nanopowder, <100 nm particle size (TEM) Lot# MKBR9903V
Orthophosphoric Acid Fisher Scientific - 85% solution
polyethylene Pasteur pipette 3 mL Th. Geyer 7691062 LABSOLUTE Pasteur pipettes made of polyethylene (PE) graduation 0,50 ml, Length 145 mm
polyethylene Pasteur pipette 1 mL Th. Geyer 7691063 LABSOLUTE Pasteur pipettes made of polyethylene (PE) graduation 0,25 ml, Length 150 mm
Test tube shaker Reax Control Heidolph 541-11000-00 Vortex mixer with strong 5 mm vibration orbit yields

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Comet, M., Martin, C., Schnell, F., Spitzer, D. Nanothermite foams: From nanopowder to object. Chem. Eng. J. 316, 807-812 (2017).
  2. Lafontaine, E., Comet, M. Nanothermites. ISTE Editions Ltd. London. (2016).
  3. Comet, M., et al. Preparation of Cr2O3 nanoparticles for superthermites by the detonation of an explosive nanocomposite material. J. Nanopart. Res. 13, (5), 1961-1969 (2011).
  4. Gibot, P., et al. Highly Insensitive/Reactive Thermite Prepared from Cr2O3 Nanoparticles. Propell. Explos. Pyrot. 36, (1), 80-87 (2011).
  5. Tillotson, T. M., Gash, A. E., Simpson, R. L., Hrubesh, L. W., Satcher, J. H., Poco, J. F. Nanostructured energetic materials using sol-gel methodologies. J. Non-Cryst. Solids. 285, (1-3), 338-345 (2001).
  6. Yang, Y., et al. Hierarchical MnO2/SnO2 Heterostructures for a Novel Free-Standing Ternary Thermite Membrane. Inorg. Chem. 52, (16), 9449-9455 (2013).
  7. Prentice, D., Pantoya, M. L., Gash, A. E. Combustion Wave Speeds of Sol-Gel-Synthesized Tungsten Trioxide and Nano-Aluminum: The Effect of Impurities on Flame Propagation. Energ. Fuel. 20, (6), 2370-2376 (2006).
  8. Bockmon, B. S., Pantoya, M. L., Son, S. F., Asay, B. W., Mang, J. T. Combustion velocities and propagation mechanisms of metastable interstitial composites. Appl. Phys. Lett. 98, 064903 (2005).
  9. Apperson, S., et al. Generation of fast propagating combustion and shock waves with copper oxide/aluminum nanothermite composites. Appl. Phys. Lett. 91, 243109 (2007).
  10. Wang, L., Luss, D., Martirosyan, K. S. The behavior of nanothermite reaction based on Bi2O3/Al. J. Appl. Phys. 110, 074311 (2011).
  11. Martirosyan, K. S., Wang, L., Vicent, A., Luss, D. Synthesis and performances of bismuth trioxide nanoparticles for high energy gas generator use. Nanotechnology. 20, (8), 405609 (2009).
  12. Armstrong, R. W., Baschung, B., Booth, D. W., Samirant, M. Enhanced Propellant Combustion with Nanoparticles. Nano Lett. 3, (2), 253-255 (2003).
  13. Wu, C., Sullivan, K., Chowdhury, S., Jian, G., Zhou, L., Zachariah, M. R. Encapsulation of Perchlorate Salts within Metal Oxides for Application as Nanoenergetic Oxidizers. Adv. Funct. Mater. 22, (1), 78-85 (2012).
  14. Sullivan, K. T., Piekiel, N. W., Chowdhury, S., Wu, C., Zachariah, M. R., Johnson, C. E. Ignition and Combustion Characteristics of Nanoscale Al/AgIO3: A Potential Energetic Biocidal System. Combust. Sci. Technol. 183, (3), 285-302 (2010).
  15. Wang, H., Jian, G., Zhou, W., Delisio, J. B., Lee, V. T., Zachariah, M. R. Metal iodate-based energetic composites and their combustion and biocidal performances. ACS Appl. Mater. Interfaces. 7, (31), 17363-17370 (2015).
  16. Jian, G., Feng, J., Jacob, R. J., Egan, G. C., Zachariah, M. R. Super-reactive Nanoenergetic Gas Generators Based on Periodate Salts. Angew. Chem. Int. Ed. 52, (37), 9743-9746 (2013).
  17. Comet, M., Vidick, G., Schnell, F., Suma, Y., Baps, B., Spitzer, D. Sulfates-Based Nanothermites: An Expanding Horizon for Metastable Interstitial Composites. Angew. Chem. Int. Ed. 54, (15), 4458-4462 (2015).
  18. Zhou, W., Delisio, J. B., Li, X., Liu, L., Zachariah, M. R. Persulfate salt as an oxidizer for biocidal energetic nano-thermites. J. Mater. Chem. A. 3, (22), 11838-11846 (2015).
  19. Sun, J., Pantoya, M. L., Simon, S. L. Dependence of size and size distribution on reactivity of aluminum nanoparticles in reactions with oxygen and MoO3. Thermochim. Acta. 444, (2), 117-127 (2006).
  20. Levitas, V. I., Asay, B. W., Son, S. F., Pantoya, M. Melt dispersion mechanism for fast reaction of nanothermites. Appl. Phys. Lett. 89, 071909 (2006).
  21. Park, E. -J., Kim, H., Kim, Y., Choi, K. Repeated-dose toxicity attributed to aluminum nanoparticles following 28-day oral administration, particularly on gene expression in mouse brain. Toxicol. Environ. Chem. 93, (1), 120-133 (2011).
  22. Walter, K. C., Aumann, C. E., Carpenter, R. D., O'Neill, E. H., Pesiri, D. R. Energetic materials development at technanogy materials development. Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 800, 27-37 (2004).
  23. Khasainov, B., Comet, M., Veyssière, B., Spiter, D. Comparison of performance of fast–reacting nanothermites and primary explosives. Propell. Explos. Pyrot. (2017).
  24. Siegert, B., Comet, M., Spitzer, D. Safer energetic materials by a nanotechnological approach. Nanoscale. 3, 3534-3544 (2011).
  25. Sullivan, K. T., Kuntz, J. D., Gash, A. E. Electrophoretic deposition and mechanistic studies of nano-Al/CuO thermites. J. Appl. Phys. 112, 024316 (2012).
  26. Blobaum, K. J., Reiss, M. E., Plitzko, J. M., Weihs, T. P. Deposition and characterization of a self-propagating CuOx/Al thermite reaction in a multilayer foil geometry. J. Appl. Phys. 94, (5), 2915-2922 (2003).
  27. Gash, A. E., Tillotson, T. M., Satcher, J. H., Poco, J. F., Hrubesh, L. W., Simpson, R. L. Use of epoxides in the sol-gel synthesis of porous iron (III) oxide monoliths from Fe(III) salts. Chem. Mater. 13, (3), 999-1007 (2001).
  28. Yan, S., Jian, G., Zachariah, M. R. Electrospun nanofiber-based thermite textiles and their reactive properties. ACS Appl. Mater. Interfaces. 4, 6432-6435 (2012).
  29. Puszynski, J. A., Groven, L. J. Formation of nanosized aluminum and its applications in condensed phase reactions. Inorganic nanoparticles. Synthesis, applications and perspectives. Altavilla, C., Ciliberto, E. CRC Press. Boca Raton, Florida. (2011).
  30. Shimizu, T. A. Concept and the use of negative explosives. Proceedings of the 11th International Pyrotechnics Seminar, Vail, Colorado, July 7-11. (1986).
  31. Molkov, V. Fundamentals of Hydrogen Safety Engineering. 1, Ventus Publishing ApS. (2012).
  32. Comet, M., Martin, C., Klaumünzer, M., Schnell, F., Spitzer, D. Energetic nanocomposites for detonation initiation in high explosives without primary explosives. Appl. Phys. Lett. 107, 243108 (2015).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics