고체 점화제 $BKNO_3$는 항공우주 및 유도탄, 자동차 산업 등에 점화제로 널리 적용되는데 본 연구에서는 $BKNO_3$의 제조공정 과 특성평가를 수행하여 정리하였다. PMD에 사용되는 고체 점화제는 보통 금속분말과 산화제 그리고 유기 고분자물질(결합재)로 구성되며, 이들 원료들을 균질하게 혼합하기 위하여 본 연구에서는 증발법(evaporation process)를 사용하여 원료를 제조하였다. 원료 물질의 특성 및 열적 반응 해석(CEA Program)을 통한 최적 조성비를 설계하였으며, 이들의 입도/형상/감도/열량 분석 등의 특성 평가를 수행하여 결과를 비교 분석하였다.
근래 무기 체계는 IM에 대한 능력을 중요시하고 있다. 화약은 무기체계에 반드시 필요한 에너지 물질이면서 가장 위험한 물질로 IM을 위해 반드시 개선해야 할 주요 부품이라 할 수 있다. RDX는 1930년대부터 사용되어 현재는 가장 널리 사용되는 에너지 물질 중 하나이며 저렴한 가격과 높은 에너지 특성으로 인하여 탄두 화약의 대부분을 그리고 근래에는 화포용 추진제 및 로켓용 추진제에도 많이 사용되고 있는 물질 중 하나이다. 그러나, RDX는 근래에 개발된 NTO나 DADNE등의 둔감 화약에 비해 감도가 민감하다는 단점을 가지고 있어 이를 극복하기 위한 둔감 RDX의 연구 개발이 국내외에서 지속 수행되어 왔다. 본 연구에서는 RDX를 둔감화한 RS-RDX의 연구를 Pilot Scale과 양산 Plant에 적용하여 개발하였으며 그 결과를 Shock 감도를 통해 확인 할 수 있었다.
Differential Scanning Calorimetry(DSC)를 이용하여 파이로점화장치에 사용되는 세 가지 고에너지 물질의 열분석 실험을 수행하였다. DSC 실험 데이터를 이용하여 고에너지 물질의 반응속도식을 추출해내는 이론적 방법을 제안하고 반응속도식 추출을 수행하였다. DSC 실험 결과는 Friedman 등전환법으로 분석되었다. 질량분율에 따른 활성화에너지와 빈도인자를 추출해 내어 반응속도식을 완성하였다. 추출된 반응속도식은 고에너지 물질의 화학반응과정을 몇 단계의 주요단계로 가정하는 형태가 아닌 전체 화학 반응 과정을 나타내는 형태를 갖는다. 이는 기존의 열분석 실험을 통해 추출되는 화학반응속도식 형태에 비해 이론적 측면과 정확성 측면에서 상당한 장점을 갖는다. 도출된 반응속도식을 이용하여 실제 추진기관에 운용되는 세 가지 고에너지 물질의 성능변화를 20년에 대하여 예측하였다.
The problem of production of new materials based on polyheteroarylenes and other polymers combining good mechanical and dielectric properties. radiation and chemical stability with heat- and thermal stability is related with the development of efficient synthesis technique of starting low-molecular compounds. Alicyclic dianhydrides are believed to be the promising monomers to synthesize various polymers.
Recently, interest in multifunctional energetic structural materials (MESMs) has grown due to their multifunctional potential, especially in military applications. However, there are few studies about extrinsic factors that govern the reactivity of MESMs. In this paper, a shock compaction process was performed on the nano Ni/Al-mixed powder to investigate the effect of particle size on the shock reaction condition. Additionally, heating the statically compacted specimen was also performed to compare the mechanical properties and microstructure between reacted and unreacted material. The results show that the agglomerated structure of nanopowders interrupts the reaction by reducing the elemental boundary. X-ray diffraction analysis shows that the NiAl and $Ni_3Al$ intermetallics are formed on the reacted specimen. The microhardness results show that the $Ni_3Al$ phase has a higher hardness than NiAl, but the portion of $Ni_3Al$ in the reacted specimen is minor. In conclusion, using Ni/Al composites as a reactive material should focus on energetic use.
한국전기전자재료학회 2006년도 영호남 합동 학술대회 및 춘계학술대회 논문집 센서 박막 기술교육
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pp.15-19
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2006
A pulsed laser ablation deposition (PLAD) technique is an excellent method for the fabrication of amorphous carbon (a-C) films, because it can generate highly energetic carbon clusters on a substrate. This paper was focused on the understanding and analysis of the motion of C particles in laser ablation assisted by Ar plasmas. The simulation has carried out under the pressure P=50 mTorr of Ar plasmas. Two-dimensional hybrid model consisting of fluid and Monte-Carlo models was developed and three kinds of the ablated particles which are carbon atom (C), ion ($C^+$) and electron were considered in the calculation of particle method. The motions of energetic $C^+$ and C deposited upon the substrate were investigated and compared. The interactions between the ablated particles and Ar gas plasmas were discussed.
열분석기인 시차 주사 열량계를 이용하여 $BKNO_3$ 화약의 아레니우스(Arrhenius) 동역학 상수인 활성화 에너지와 Pre-Exponential Factor를 구하였다. 기존의 방법과 달리 고온 가속 노화와 DSC를 병행하여 보다 정밀한 활성화 에너지를 구하였고 열 유속의 적분값을 비교하여 저장 온도에 따른 분율을 구하였다. 이를 통하여 수명 예측을 위한 $BKNO_3$ 화약의 가속노화 시험 조건을 제시하고 열 가속노화에 관한 의미를 재고하였다.
본 연구에서는 tetrazine과 oxadiazole 등의 질소가 많이 함유되어 있는 헤테로 고리화합물을 가진 음이온과 NH2OH, NH2NH2, CH8N6, C2H5N5 등의 양이온들과의 이온 결합을 통하여 생성된 에너지 염(energetic salts)에 대하여 열역학적 안정성, 밀도, 그리고 폭발 성능 등을 밀도 범함수 이론(dentisy functional theory, DFT)을 이용하여 계산하고 기존의 고성능 에너지 물질들과 비교하였다. 분자 구조 최적화 및 안정화 에너지는 B3LYP/cc-pVDZ 이론 수준에서 그리고 엔탈피 계산은 G2MP2 이론 수준에서 계산하였으며 폭발 성능은 Kamlet-Jacobs 방정식을 통하여 계산하였다. 결과적으로 크기가 작은 NH3OH+(1)와 NH2NH3+(2) 양이온을 활용한 에너지 염은 폭발 성능 향상에 도움이 되며, 상대적으로 아미노기(-NH2)가 많은 CH9N6+(3) 양이온은 안정성을 높이는데 효과적일 것으로 예측되었다.
Though battery chemistry and technology had been developed for over a hundred years back, increase in demand for storage energy, in the computer accessories, cell phones, automobile industries for future battery car and uninterrupted power supply, has made, the development of existing and new battery, as an emerging areas of research. With innovation of high energetic inexpensive Nano structure materials, a more energy efficient battery with lower cost can be competitive with the present primary and rechargeable batteries. Materials electrochemistry of electrode materials, their synthesis and testing have been explained in the present paper to find new high efficient battery materials. The paper discusses fundamental of electrochemistry in finding true cell potential, overvoltages, current, specific energy of various combinations of anode-cathode system. It also describes of finding the performance of new electrode materials by various experiments viz. i. Cyclic Voltammetry ii. Chronoamperometry iii. Potentiodynamic Polarization iv. Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS). Research works of different battery materials scientists are discussed for the development of existing battery materials and new nano materials for high energetic electrodes. Problems and prospects of a few promising future batteries are explained.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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