Nano-termit - Nano-thermite - Wikipedia

Nano-termit yoki super-termit uning asosiy tarkibiy qismlari, metall va metallning zarracha kattaligi bilan ajralib turadigan metabop molekulalararo kompozit (MIK). oksid, 100 yoshgacha nanometrlar. Bu yuqori va moslashtirilgan reaktsiya tezligiga imkon beradi. Nano-termitlarda an oksidlovchi va a kamaytiruvchi vosita, ular nanometr shkalasi bilan chambarchas aralashtiriladi. MIC-lar, shu jumladan nano-termik materiallar, ularning bir turi reaktiv materiallar harbiy maqsadlarda, shuningdek, yonilg'i quyish vositalari, portlovchi moddalar va pirotexnika.

MIC-larni an'anaviylikdan ajratib turadigan narsa termitlar odatda oksidlovchi va qaytaruvchi vosita temir oksidi va alyuminiy, juda nozik kukunlar shaklida (nanozarralar ). Bu keskin oshiradi reaktivlik ga bog'liq mikrometr - o'lchamdagi kukunli termit. An'anaviy termitlarning yonish tezligini pasaytiradigan ommaviy tashish mexanizmlari bu miqyosda unchalik muhim bo'lmaganligi sababli, reaktsiya juda tez davom etadi.

Potentsial foydalanish

Tarixiy jihatdan an'anaviy termitlar uchun pirotexnika yoki portlovchi dasturlar energiyani chiqarish darajasi nisbatan sust bo'lgani sababli cheklangan. Nanotermitlar atom masshtabiga yaqinlashadigan reaktiv zarrachalardan hosil bo'lganligi sababli, energiya chiqarish darajasi ancha katta.[1]

MIC yoki super-termitlar odatda harbiy maqsadlarda ishlab chiqariladi, yonilg'i quyish vositalari, portlovchi moddalar, yoqish moslamalari va pirotexnika. Nano o'lchamli materiallarning harbiy qo'llanilishini o'rganish 1990-yillarning boshlarida boshlangan.[2] Reaksiya tezligi juda yuqori bo'lganligi sababli nanozlangan termik materiallar AQSh harbiylari tomonidan odatdagi portlovchi moddalardan bir necha baravar kuchliroq yangi turdagi bomba ishlab chiqarish maqsadida o'rganilmoqda.[3] Nanoenergetik materiallar odatdagi energetik materiallarga qaraganda ko'proq energiya to'plashi va ushbu energiyani ajratib turishi uchun innovatsion usullarda ishlatilishi mumkin. Termobarik qurollar nanoenergetik materiallarning potentsial qo'llanilishidan biridir.[4]

Turlari

Yoqilg'i-oksidlovchining termodinamik jihatdan barqaror kombinatsiyalari juda ko'p. Ulardan ba'zilari:

Harbiy tadqiqotlarda alyuminiy -molibden oksidi, alyuminiy-Teflon va alyuminiy-mis (II) oksidi katta e'tibor oldi.[2] Sinovdan o'tgan boshqa kompozitsiyalar nanozlangan asosida tayyorlangan RDX va bilan termoplastik elastomerlar. PTFE yoki boshqa floropolimerdan a sifatida foydalanish mumkin bog'lovchi kompozitsiya uchun. Uning alyuminiy bilan reaktsiyasi, o'xshash magniy / teflon / viton termit, reaktsiyaga energiya qo'shadi.[5] Ro'yxatdagi kompozitsiyalar orasida kaliy permanganat bilan eng yuqori ko'rsatkichga ega bosim darajasi.[6]

Nanoenergetik materiallarni tayyorlashning eng keng tarqalgan usuli ultratovush orqali 2 g dan kam miqdorda bo'ladi. Ishlab chiqarish ko'lamini oshirish uchun ba'zi tadqiqotlar ishlab chiqilgan. Ushbu materiallarning juda yuqori elektrostatik deşarj (ESD) sezgirligi tufayli hozirgi kunda 1 grammgacha bo'lgan tarozilar odatiy holdir.

Ishlab chiqarish

Aksariyat nano-termik materiallarning asosiy tarkibiy qismi bo'lgan nano shkalasi yoki ultra mayda donli (UFG) alyuminiy kukunlarini ishlab chiqarish usuli bu Ueyn Danen va Stiv Son tomonidan kashf etilgan dinamik gaz fazli kondensatlash usuli. Los Alamos milliy laboratoriyasi. Uslubning bir varianti Hindiston bosh bo'limida qo'llanilmoqda Dengizdagi yuzaki urush markazi. Ikkala jarayon natijasida hosil bo'lgan kukunlarni ajratib bo'lmaydi.[7] Ishlab chiqarishning muhim jihati shundaki, o'nlab nano-metr oralig'ida, shuningdek zarracha kattaligining cheklangan taqsimlanishi bilan o'lchamdagi zarralarni ishlab chiqarish imkoniyati. 2002 yilda nano o'lchamdagi alyuminiy zarralarini ishlab chiqarish katta kuch sarflashni talab qildi va material uchun tijorat manbalari cheklangan edi.[2] Joriy[qachon? ] ishlab chiqarish darajasi endi oyiga 100 kg dan oshadi.[iqtibos kerak ]

Ning arizasi sol-gel Randall Simpson, Aleksandr Gash va boshqalar tomonidan ishlab chiqilgan usul Lourens Livermor milliy laboratoriyasi, nano-tuzilgan kompozit energetik materiallarning haqiqiy aralashmalarini tayyorlash uchun ishlatilishi mumkin. Jarayonga qarab, har xil zichlikdagi MIK ishlab chiqarilishi mumkin. Juda g'ovakli va bir xil mahsulotlarga o'ta muhim ekstraktsiya yo'li bilan erishish mumkin.[2]

Ateşleme

Barcha portlovchi moddalar singari, boshqarish bo'yicha tadqiqotlar, ammo soddaligi nanokalosli portlovchi moddalarni tadqiq qilishning maqsadi bo'ldi.[2] Ba'zilar yoqilishi mumkin lazer impulslar.[2]

MIKlar qo'rg'oshinning o'rnini bosishi mumkin (masalan, qo'rg'oshin stifat, qo'rg'oshin azid ) ichida perkussiya qopqoqlari va elektr gugurt. Al-Biga asoslangan kompozitsiyalar2O3 ishlatishga moyil. PETN ixtiyoriy ravishda qo'shilishi mumkin.[8]

Alyuminiy kukuni nanoga qo'shish mumkin portlovchi moddalar. Alyuminiy nisbatan past darajaga ega yonish darajasi va yuqori yonish entalpiyasi.[9]

Termit aralashmasining yonishi natijasida hosil bo'lgan termit reaktsiyasi mahsulotlari odatda metall oksidlari va elementar metallardan iborat. Reaksiya paytida hukmron bo'lgan haroratda mahsulotlar aralashmaning tarkibiy qismlariga qarab qattiq, suyuq yoki gazsimon bo'lishi mumkin.[10]

Xavf

Oddiy termit singari, super termit juda yuqori haroratda reaksiyaga kirishadi va uni o'chirish qiyin. Reaksiya natijasida xavfli ultra-binafsha (UV) nur paydo bo'ladi, bu reaktsiyani to'g'ridan-to'g'ri ko'rib chiqmaslik yoki ko'zni himoya qiluvchi maxsus vositani (masalan, payvandchi niqobini) taqish kerak.

Bundan tashqari, super termitlar juda sezgir elektrostatik tushirish (ESD). Metall oksidi zarralarini uglerod nano tolalari bilan o'rab turish nanotermitlarni xavfsiz ishlashiga olib kelishi mumkin.[11]

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ "Al zarralari o'lchamining Al / teflon aralashmalarining issiqlik degradatsiyasiga ta'siri" (PDF). Informaworld.com. 2007-08-08. Olingan 2010-03-03.
  2. ^ a b v d e f Miziolek, Andjey (2002). "Nanoenergetika: Milliy ahamiyatga ega bo'lgan rivojlanayotgan texnologiyalar sohasi" (PDF). AMPTIAC har chorakda. 6 (1). Olingan 8-iyul, 2009.
  3. ^ Gartner, Jon (2005 yil 21-yanvar). "Nanotexnika bilan harbiy qayta yuklash". MIT Technology Review. Olingan 3-may, 2009.
  4. ^ Roman energetik materiallari, GlobalSecurity.org
  5. ^ "2002 yil Dengiz tadqiqotlari idorasining Havo va er usti qurollari texnologiyasi dasturini baholash, Dengizchilik kengashi (NSB)". Books.nap.edu. 2003-06-01. Olingan 2010-03-03.
  6. ^ "Nanotermit harakatlantiruvchi moddalarning reaksiya kinetikasi va termodinamikasi". Ci.confex.com. Olingan 2010-03-03.
  7. ^ "Xavfsizlik va nano-alyuminiydan foydalanish" (PDF). Arxivlandi asl nusxasi (PDF) 2011-02-04 da. Olingan 2010-10-12.
  8. ^ "Kichik kalibrli patronlar va patronlar bilan ishlaydigan asboblar uchun molekulalararo kompozitlar (MIK)" (PDF) " (PDF). Olingan 2010-03-03.
  9. ^ "Reaktiv nanokompozit kukunlari asosida alyuminiyning kuyish tezligini o'zgartiruvchi vositalar (PDF)" (PDF). Olingan 2010-03-03.
  10. ^ Fischer, S.H .; Grubelich, M.C. (1996 yil 1-3 iyul). "Yonuvchan metallar, termitlar va intermetalliklarni pirotexnika uchun so'rov" (PDF). Olingan 17 iyul, 2009.
  11. ^ Braun, Mayk (2010 yil 5-noyabr). "Nanofibralar portlovchi moddalarni zararsizlantirmoqda". Kimyo olami. Qirollik kimyo jamiyati. Olingan 2010-12-20.

Tashqi havolalar