• 제목/요약/키워드: High 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.

충격파와 연소 현상 하에서의 다중 물질 해석을 위한 Reactive Ghost Fluid 기법 개발 및 응용 (Shock compression of condensed matter using multi-material Reactive Ghost Fluid method : development and application)

  • 김기홍;여재익
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권6호
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    • pp.571-579
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    • 2009
  • 에너지 물질과 같이 연소 반응을 하는 압축성 물질을 해석하기 위하여 Hydro-SCCM (Shock Compression of Condensed Matter)이라는 에너지 물질과 비반응 물질을 포함한다중 물질 해석툴을 개발하였다. 고에너지 물질은 강한 충격파와 고온과 고압을 가진 물질경계면에서 높은 변형률을 발생시킨다. 이러한 큰 구배를 가진 현상을 해석하기 위하여 새로운 오일러리안 기법을 사용하였다. 본 논문에서는 현상을 해석하기 위한 수학적 방법과 해석결과를 소개하였다.

등전환 방법을 이용한 고에너지 물질의 노화 효과 예측 (Characterization of energetic meterials using thermal calorimetry)

  • 김유천;오주영;;여재익
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.547-553
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    • 2017
  • 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.

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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.

고속 혼화공정을 이용한 PMD용 화약 ZPP 제작 및 특성분석 (The Characteristic Analysis and the Manufacture of Explosive ZPP on PMD using the High Speed Mixing Process)

  • 김상백;심정섭;김준형;류병태
    • 한국추진공학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.8-13
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    • 2018
  • ZPP(Zirconium Potassium Perchlorate)는 산화제 potassium perchlorate, 금속원료 zirconium, 결합제 Viton 조성의 점화제이다. ZPP는 항공우주산업, 추진제 점화원, 자동화 산업에 사용되고 있다. 본 연구에서는 PMD(Pyrotechnic Mechanical Device)에 사용되는 ZPP의 제조공정 및 형상/열량/압력값과 같은 특성을 연구하였다. ZPP 제작 시, 원료들을 고속으로 교반하여 ZPP가 균일한 입자크기 및 형상으로 제작될 수 있도록 혼화공정을 설계하였다.

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).

트리아졸 계열의 에너지 가소제 합성 연구 (The Study on the Synthesis of Triazole Derivatives as Energetic Plasticizer)

  • 이웅희;김민준;박영철
    • 한국추진공학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.31-38
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    • 2016
  • 세계적으로 사용 중인 대부분의 추진물질들은 연소 시 메탄가스, 이산화탄소 등의 환경유해 물질을 다량 발생시킨다. 본 연구에서는 이러한 문제를 개선하기 위해 에너지 가소제로 사용 가능한 고질소 화합물인 트리아졸 계열의 4,5-bis(azidomethyl)-methyl-1,2,3-triazole(DAMTR)의 합성공정을 확립하였다. 또한, 분광분석(NMR, IR)을 통해 DAMTR의 구조를 분석하였고, 유리전이온도, 녹는점, 분해온도, 밀도, 점도, 충격감도, 점도, 휘발성 등의 물리적 특성을 측정하였다. 그리고 Gaussian 09와 EXPLO5를 이용하여 생성열과 폭발 특성(폭압, 폭속) 등을 계산하였다.

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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