산화철 코팅- 나노알루미늄과 이의 연소특성

전문가 제언

○ 알루미늄 입자는 로켓 고체추진제의 주 연료로 사용되는 물질이다. 대부분의 고체추진 로켓에는 과염소산암모늄을(ammonium perchlorate: NH4+ClO4－) 산화제로 사용해서 알루미늄을 연소시켜 추력을 얻기 때문에 알루미늄 입자의 크기, 형상 및 표면의 조성이 매우 중요하다. 보통은 알루미늄 입자는 산화성이 매우 강해 공기 중에 노출되면 표면에 산화알루미늄이 형성되어 안정성이 유지된다.

 

○ 알루미늄 입자 표면의 산화알루미늄의 용융점이 순수한 순수 알루미늄(660℃)보다 훨씬 높은 2027℃나 되기 때문에 알루미늄이 연소되기 위해서는 우선 입자 표면의 산화알루미늄을 용해시켜야 하기 때문에 알루미늄 연소 메커니즘에 큰 영향을 미치게 된다. 따라서 알루미늄 표면이 산화되기 전에 다른 기능성 금속으로 코팅해서 알루미늄의 연소 성능을 극대화시켜보려는 연구들이 이루어지고 있다.

 

○ 이 글은 University of Maryland의 Daniel A. Kaplowitz 등이 순수한 알루미늄 입자 제조 과정에서 입자 표면을 산화철로 코팅하는 연속식 장치로 제조한 산화철-코팅 나노알루미늄 입자의 화학적 조성과 이의 연소 특성을 규명한 연구결과를 필자가 간단하게 요약한 것이다. 저자가 산화철로 코팅된 알루미늄 입자를 분석해 본 결과 산화철로부터 산소가 내부로 확산되어 결국 알루미늄 입자 표면에 산화알루미늄 막이 생성된다는 사실이 발견하였다는 점이 매우 흥미롭다.

 

○ Kaplowitz의 산화철-코팅 나노알루미늄 입자 표면에 산화알루미늄 막이 생성된다는 사실에도 불구하고, 이 입자의 점화온도가 순수한 나노알루미늄 입자에 비해서 낮아졌는데, 이를 나노입자 연소 과정에서 생성되는 알루미늄-철 합금반응이 발열반응이기 때문이라는 해석한 것은 매우 흥미롭고도 유익한 정보라고 평가된다.

 

저자

Daniel A. Kaplowitz, Guoqiang Jian, Karen Gaskell, Rohit Jacob and Michael R. Zachariah

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2014

권(호)

32()

잡지명

Journal of Energetic Materials

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

95~105

분석자

이*웅

분석물

• 산화철 코팅-나노알루미늄과 이의 연소특성.pdf [306,358 byte]

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