• 제목/요약/키워드: Energetic Materials

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고출력 레이저에 의한 가열과 폭약의 점화 모델링 (Modeling of high energy laser heating and ignition of high explosives)

  • 이경철;김기홍;여재익
    • 한국추진공학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.1-8
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    • 2008
  • 본 연구에서는 고출력 레이저에 의한 고에너지 물질의 점화 현상 모델을 제시하였다. 본 모델에서는 강판에 긴 조사 시간을 가진 펄스 레이저를 조사하여 발생한 어블레이션에 의한 열 확산을 고려하였고, 수 kW의 continuous 레이저를 폭약에 조사하여 폭약이 열에 의하여 점화하는 현상을 실험 결과와 비교를 통해 검증하였다. 여기서는 매우 짧은 조사 시간(femto- 혹은 pico-second)을 가진 펄스 레이저에서 나타나는 전자에 의한 효과는 무시 되었다. 본 연구에 사용된 폭약은 RDX, TATB 그리고 HMX이며, 제시한 모델은 실험 결과와 흡사한 결과를 도출하였다.

Computational Study on Spirocyclic Compounds as Energetic Materials (I)

  • Seok, Won K.
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제35권4호
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    • pp.989-993
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    • 2014
  • The molecular structures of 2,6-diaza-1,3,5,7-tetraoxaspiro[3,3]heptane (1) and its dinitro derivative, 2,6-dinitro-2,6-diaza-1,3,5,7-tetraoxaspiro[3,3]heptane (2), were fully optimized without symmetry constraints at $HF/6-31G^*$ level of theory. A bisected conformation with respect to the ring is preferred with a $C_2$ symmetric structure. The density of each molecule in the crystalline state was estimated to 1.12 and 2.36 $g/cm^3$ using PM3/VSTO-3G calculations from the molecular volume. The heat of formation was calculated for two compounds at the CBS-4M level of theory. The detonation parameters were computed using the EXPLO5 software: D = 6282 m/s, $P_{C-J}$ = 127 kbar for compound 1, D = 7871 m/s, $P_{C-J}$ = 307 kbar for compound 2, and D = 6975 m/s, $P_{C-J}$ = 170 kbar for 60% compound 2 with 40% TNT. Specific impulse of compound 1 in aluminized formulation when used as monopropellants was very similar to that of the conventional ammonium perchlorate in the same formulation of aluminum.

테트라진 계열의 추진 물질 합성 연구 (Synthesis and Characterization of Tetrazine Derivatives as High Energy Propellants)

  • 이웅희;박영철;주영혁
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.38-47
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    • 2013
  • 기존에 사용되어 온 추진제들은 연소 시 많은 양의 유해가스 발생으로 환경적인 문제점이 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 고체 연료로 적용 가능한 tetrazine 계열의 저탄소 고질소 화합물인 TATTz와 BTATz에 대한 합성공정을 확립하였다. 또한, 문헌에 빠져있는 구체적인 공정법 및 특성 분석 결과를 서술하였다. 합성된 모든 물질들은 분광분석 (NMR, IR)을 이용한 구조분석, DSC를 이용한 열분석, 측정된 밀도와 계산된 생성열을 근거로 폭발속도, 폭발압력 등을 계산하였다(EXPLO5).

고질소 추진물질 합성 연구 (The Study on the Synthesis of Propellant with High Nitrogen Content)

  • 이웅희;김민준;박영철
    • 한국추진공학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.96-102
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    • 2015
  • 기존에 사용되고 있는 대부분의 추진물질들은 연소 시 이산화탄소, 염산가스 등의 환경유해 물질을 다량 발생시킨다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위한 테트라진 계열의 저탄소 고질소 화합물인 DAAT의 합성공정을 확립하였다. 또한, 문헌에 빠져있는 구체적인 공정법 및 특성 분석 결과를 서술하였다. 그리고 분광분석(NMR, IR)을 통한 DAAT의 구조분석과 열, 충격, 마찰 안정성을 측정하였고, Gaussian 09와 EXPLO5를 이용하여 생성열과 폭발 특성(폭압, 폭속) 등을 계산하였다.

다양한 틈새 물질을 포함하는 AN계열 화약의 초음속 화염 전파 특성 연구 (Study of Supersonic Flame Acceleration within AN-based High Explosive Containing Various Gap Materials)

  • 이진욱;여재익
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.32-42
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    • 2013
  • 수치해석을 통하여 고에너지물질의 초음속 화염 전파에 대한 틈새(gap)의 효과를 연구하였다. 특성음향임피던스(characteristic acoustic impedance) 이론을 적용하여, 고폭약 및 고체추진제의 틈새(gap) 실험과 관계된 반사와 투과 현상들에 대한 이해를 추구하였다. 한편, 여러 개의 틈새(gap)가 위치하고 있는 화약의 한 끝에 초음속 화염이 발생되도록 하여, 여러 틈새(gap)에 전파되나가는 연속적인 화염에 대한 이해를 시도하였다. 이러한 고차원 다물질 해석을 통해, 충격하중 하에서의 고에너지 물질의 반응 특성이 물질 간격 동특성에 의하여 어떠한 영향을 받는지 이해할 수 있다.

최적 타원 생성 알고리즘 기반 2상 기포 유동 영상 처리 기법 (Image processing method of two-phase bubbly flow using ellipse fitting algorithm)

  • 명재원;조설희;이웅희;김성호;박영철;신원규
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.28-35
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    • 2021
  • In this study, an image processing method for the measurement of two-phase bubbly flow is developed. Shadowgraphy images obtained by high-speed camera are used for analysis. Some bubbles are generated as single unit and others are overlapped or clustered. Single bubbles can be easily analyzed using parameters such as bubble shape, centroid, and area. But overlapped bubbles are difficult to transform clustered bubbles into segmented bubbles. Several approaches were proposed for the bubble segmentation such as Hough transform, connection point method and watershed. These methods are not enough for bubble segmentation. In order to obtain the size distribution of bubbles, we present a method of splitting overlapping bubbles using watershed and approximating them to ellipse. There is only 5% error difference between manual and automatic analysis. Furthermore, the error can be reduced down to 1.2% when a correction factor is used. The ellipse fitting algorithm developed in this study can be used to measure bubble parameters accurately by reflecting the shape of the bubbles.

고에너지물질 비군사화 시설의 후처리 공정 모사 및 열교환기 합성망을 이용한 에너지 최적화 (Simulation and Process Optimization of High Energetic Materials Demilitarization Facility Gas Treatment Process)

  • 황래문;김현수;오민;문일
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.79-83
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    • 2021
  • The expiration date of high energetic materials(HEM), such as HMX, RDX, TNT, is important. If the expiration date is violated, the expected specification of HEM would not be satisfied which may cause a different conclusion in an urgent situation. As a result, this HEM should maintain fresh conditions which cause the accumulation of waste HEM. If HEM is landfilled during demilitarization, the impact on living organizations is serious. Additionally, landfilling HEM has a possibility of explosion. In this research, the process flow diagram of the demilitarization gas treatment process was simulated while satisfying the law of the environment in Korea. After validation of simulation, it was optimized thermodynamically using Heat Exchanger Network Synthesis(HENs). This study is expected to enhance the energy efficiency of the original facility by suggesting developed designs. This research was supported by Agency of Defense Development NE32 Korea. Thanks to Agency of Defense Development, Korea

Characteristics of directly sputtered AI cathode film using twin target sputtering system for OLEDs

  • Moon, Jong-Min;Lee, Sang-Hyeon;Kim, Han-Ki
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2007년도 7th International Meeting on Information Display 제7권1호
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    • pp.655-658
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    • 2007
  • Characteristics of Al cathode films deposited by using specially designed twin target sputter (TTS) system were investigated. It was found that Al cathode films prepared by TTS were amorphous structure with nanocrystallines due to low substrate temperature and OLEDs fabricated using TTS system have low leakage current density at reverse bias because of effective confinement of energetic particles during sputtering process.

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Solid State Cesium Ion Beam Sputter Deposition

  • Baik, Hong-Koo
    • 한국결정성장학회:학술대회논문집
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    • 한국결정성장학회 1996년도 The 9th KACG Technical Annual Meeting and the 3rd Korea-Japan EMGS (Electronic Materials Growth Symposium)
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    • pp.5-18
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    • 1996
  • The solid state cesium ion source os alumino-silicate based zeolite which contains cerium. The material is an ionic conductor. Cesiums are stably stored in the material and one can extract the cesiums by applying electric field across the electrolyte. Cesium ion bombardment has the unique property of producing high negative ion yield. This ion source is used as the primary source for the production of a negative ion without any gas discharge or the need for a carrier gas. The deposition of materials as an ionic species in the energy range of 1.0 to 300eV is recently recognized as a very promising new thin film technique. This energetic non-thermal equilibrium deposition process produces films by “Kinetic Bonding / Energetic Condensation" mechansim not governed by the common place thermo-mechanical reaction. Under these highly non-equilibrium conditions meta-stable materials are realized and the negative ion is considered to be an optimum paeticle or tool for the purpose. This process differs fundamentally from the conventional ion beam assisted deposition (IBAD) technique such that the ion beam energy transfer to the deposition process is directly coupled the process. Since cesium ion beam sputter deposition process is forming materials with high kinetic energy of metal ion beams, the process provider following unique advantages:(1) to synthesize non thermal-equilibrium materials, (2) to form materials at lower processing temperature than used for conventional chemical of physical vapor deposition, (3) to deposit very uniform, dense, and good adhesive films (4) to make higher doposition rate, (5) to control the ion flux and ion energy independently. Solid state cesium ion beam sputter deposition system has been developed. This source is capable of producing variety of metal ion beams such as C, Si, W, Ta, Mo, Al, Au, Ag, Cr etc. Using this deposition system, several researches have been performed. (1) To produce superior quality amorphous diamond films (2) to produce carbon nitirde hard coatings(Carbon nitride is a new material whose hardness is comparable to the diamond and also has a very high thermal stability.) (3) to produce cesiated amorphous diamond thin film coated Si surface exhibiting negative electron affinity characteristics. In this presentation, the principles of solid state cesium ion beam sputter deposition and several applications of negative metal ion source will be introduced.

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화학 양론적 규칙으로 고에너지 물질의 폭발 생성물 조성 결정에 따른 폭발속도 비교분석 (Comparative analysis of detonation velocity in determining product composition for high energetic molecules using stoichiometric rules)

  • 김현정;이병훈;조수경;이성광
    • 분석과학
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    • 제30권6호
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    • pp.405-410
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    • 2017
  • 고 에너지 물질은 폭약이나 로켓의 추진체와 같은 군사적 목적뿐만 아니라 연료, 토목 및 건축 등의 민간 분야에도 사용되고 있다. 새로운 고에너지 물질의 개발을 위해 필수적인 단계는 물질의 폭발성능을 정확하게 계산하는 것이다. 여러 수식들 중에서 폭발 성능을 계산하는데 가장 대표적인 수식은 Kamlet-Jacobs (K-J) 식 이다. K-J 식에서는 폭발 시 기체 생성물의 몰수와 이들 기체의 평균 분자량, 그리고 폭발열 과 같은 인자가 폭발 성능에 크게 영향을 미치고, 이것들은 폭발반응에서 생성된 생성물 조성에 좌우되게 된다. 본 연구에서는 4가지 화학 양론적 규칙(Kamlet-Jacobs, Kistiakowsky-Wilson, modified Kistiakowsky-Wilson, Springall-Roberts 규칙)을 통해 65종 고에너지물질의 폭발 생성물 조성을 계산하였고, 이를 K-J, Rothstein, Xiong, Stine, Keshavarz등이 제안한 폭발속도식에 적용하였다. 각 계산된 방법별로 실험값에 대한 평균절대오차와 평균제곱근오차를 얻었다. 다소 복잡한 K-J와 Xiong식은 간단한 Keshavarz 식과 Rothstein식보다 더 낮은 평균절대오차를 나타내었다. 또한 mod-KW규칙으로 생성물을 계산하여 Xiong의 식에 적용하였을 때, 폭발속도들이 가장 정확했다. 이 연구는 고에너지물질의 정확한 성능을 얻기 위하여 폭발속도를 계산하는 다양한 방법을 비교하였다.