산화철 나노입자의 화학적 구조적 특성과 AP 열분해에 대한 영향

전문가 제언

○ 일반적으로 고체 추진제의 성능은 추진제의 연소속도와 밀접한 관계가 있고 많은 연구가 금속분말 첨가에 의한 에너지 증강과 함께 연소속도의 변화에 초점을 두고 개발하고 있다. 특히 추진제 성능은 산화제인 AP의 분해 속도와 관계가 밀접하다. 대표적으로 성능향상을 위하여 알루미늄 분말의 사용과 함께, 연소속도 조절을 위하여 세슘, 보론, 니켈, 마그네슘, 철분 등이 사용되어 왔다.

 

○ 그리고 최근에는 이러한 금속 첨가물에 대하여 마이크로 크기에서 나노 크기의 분말들이 가지는 효과를 비교 검토하여 나노사이즈가 더 효과적임을 제시하고 있다. 그러나 나노 크기의 촉매들은 작은 크기와 큰 표면적으로 뭉쳐지기 쉽고, 추진제의 다른 성분들과 균일하게 혼합되기 어렵다. 일반적인 나노 크기의 효과에 더하여 Eunice Aparecida Campos 등은 나노입자들의 뭉침 현상이 상대적으로 쉬운 것을 고려하여 뭉침 현상이 미치는 효과 영향을 분석하였다.

 

○ Guo-Ping Li 등이 발표한 바에 의하면, Sol-gel로 얻어진 나노산화철을 첨가하면, AP의 고온 분해 온도가 82 낮아진 374 가 되나 나노 알루미늄을 첨가한 경우에는 9 가 낮아졌고, 마이크로보론을 첨가한 경우에는 거의 변화가 없었다. 즉 촉매 활동은 나노산화철, 나노알루미늄 마이크로보론의 순서로 나타나 알루미늄/보론/산화철 나노테르밋에서는 AP의 열분해에 나노산화철이 지배적인 역할을 하고 있음을 밝힌 바 있다.

 

○ Jeremy A. Styborski 등도 큰 표면-대-체적의 철 나노입자가 AP 분해 촉매의 산화철 표면을 제공하기 때문에 촉매로서의 역할이 상대적으로 커져 이에 대한 효과도 상승되고 있다고 발표하였고, 알루미늄을 나노입자를 사용한 경우와 마이크로 입자를 사용한 결과를 비교하여 Jayaraman의 결과는 100% 차이가 남을 발표한 바 있다. 이러한 연구결과들과 추세를 산학연에서 고려할 필요가 있다.

저자

Eunice Aparecida Campos, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2015

권(호)

40()

잡지명

Propellants, Explosives, Pyrotechnics

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

860~866

분석자

이*호

분석물

• 산화철 나노입자의 화학적 구조적 특성과 AP 열분해에 대한 영향.pdf [463,520 byte]

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