• 제목/요약/키워드: energetic materials

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둔감 에너지 가소제 합성 및 특성 분석 (Synthesis and Characterization of Insensitive Energetic Plasticizer)

  • 이웅희;김민준;박영철;이범재
    • 한국추진공학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.11-17
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    • 2016
  • BTTN, TMETN은 고체 추진제에서 사용되는 대표적인 에너지 가소제이다. 그러나 이 물질들은 충격 감도가 비교적 민감하다는 단점이 있다. 본 연구에서는 BTTN, TMETN 보다 둔감한 에너지 가소제를 개발하기 위해 트리아졸 계열의 4,5-bis(azidomethyl)-(2-methoxyethyl)-1,2,3-triazole(DAMETR)을 합성하고 이화학적 특성 분석을 하였다. 또한, 분광분석(NMR, IR)을 통해 DAMETR의 구조를 분석하였고, 유리전이온도, 녹는점, 분해온도, 밀도, 점도, 충격감도 등의 물리적 특성을 측정하였다. 그리고 Gaussian 09와 EXPLO5를 이용하여 생성열과 폭발 특성(폭압, 폭속) 등을 계산하였다. 특히 1-DAMETR(>50 J)의 충격감도는 BTTN(1 J), TMETN(9.2 J)에 비해 매우 둔감하였다.

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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연소시 발생하는 파면의 나노 사이즈 두께 측정: 수치적 접근 (Measuring Nano-Width of Wave Fronts in Combustion: a Numerical Approach)

  • 여재익
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2005년도 제31회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.20-27
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    • 2005
  • I consider the structure of steady wave system which is admitted by the continuum equations for materials that undergo phase transformations with exothermic chemical reaction. In particular, the dynamic phase front structures between liquid and gas phases, and solid and liquid phases are computationally investigated. Based on the one-dimensional continuum shock structure analysis, the present approach can estimate the nano-width of waves that are present in combustion. For illustration purpose, n-heptane is used in the evaporation and condensation analysis and HMX is used in the melting and freezing analysis of energetic materials of interest. On-going effort includes extension of this idea to include broad range of liquid and solid fuels, such as rocket propellants.

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고질소 에너지 물질 Hydrazinium 5-aminotetrazolate (HAT)의 제조 (Preparation of Hydrazinium 5-aminotetrazolate(HAT) with High Nitrogen Content and Energetic Material)

  • 이웅희;김승희
    • 한국추진공학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.53-59
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    • 2019
  • 고체연료는 추진제 연소 시 산화제와 반응하여 추진제 성능을 증가시키는 역할을 한다. 대표적인 고체연료는 Al, RDX, HMX 등이 있다. 이들 물질은 연소 시 수분과 만나 흰색 연기를 발생시키고, 일산화탄소, 이산화탄소, 메탄가스 등의 환경유해 물질을 다량 발생시킨다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 고체 연료로 사용 가능한 고질소 에너지 물질인 hydrazinium 5-aminotetrazolate(HAT)를 제조하였다. 분광분석(NMR)을 통해 HAT의 구조를 분석하였으며, DSC를 이용하여 열특성 분석을 하였다. 또한, EXPLO5 프로그램을 이용하여 비추력, 가스발생량 등을 계산하였다.

에너지 물질이 포함된 장치의 폭발 해석을 위한 다중물질 해석 방법 (Numerical Method Aimed at Multi-material Simulation of the Energetic Device)

  • 김기홍;여재익
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.274-278
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    • 2011
  • 다양한 고에너지 물질이 포함된 폭발 장치를 정확하게 해석하기 위해서는 고에너지 물질의 다양한 연소 현상과 주변을 둘러싸고 있는 고체물질에 대한 대변형 현상을 정확하게 모사하는 것이 필수적이다. 이를 위하여 본 연구에서는 다중물질 각각의 경계면을 level set 함수를 이용하여 정확하게 표현하였으며, 경계면은 ghost fluid 기법을 사용하여 나타내었다. 각각의 물질에 대하여 대변형에 적합한 구성방정식을 사용하였으며, 지배방정식을 고차의 수치해석 기법을 사용하여 해석하였다. 다양한 폭발장치 중 실험적인 데이터를 이용하여 검증이 가능한 rate stick 문제를 해석하였으며, 실험과 유사한 결과를 획득하였다.

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둔감 에너지 가소제 1-DABTR의 합성 및 특성 평가 (Synthesis and Characterization of 1-DABTR as Insensitive Energetic Plasticizer)

  • 이웅희;김민준;박영철;이범재
    • 한국추진공학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.32-38
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    • 2017
  • 가소제는 추진제 혼화 시 흐름성과 공정성을 향상시키는 역할을 한다. 대표적인 가소제로서 DOS, DOA, IDP, BTTN 등이 있다. 특히 BTTN은 에너지 가소제로서 추진제 성능에 도움을 주는 물질이며, 다양하게 사용되고 있다. 그러나 이 물질들은 충격감도가 비교적 민감하다는 단점이 있다. 본 연구에서는 둔감한 에너지 가소제를 개발하기 위해 트리아졸 계열의 4,5-bis (azidomethyl)-(1-butyl)-1,2,3-triazole (1-DABTR)을 합성하고 이화학적 특성 분석을 하였다. 또한, 분광분석(NMR, IR)을 통해 1-DABTR의 구조를 분석하였고, 유리전이온도, 녹는점, 분해온도, 밀도, 점도, 충격감도 등의 물리적 특성을 측정하였다. 그리고 Gaussian 09를 이용하여 생성열을 계산하였다.

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.

Ar 플라즈마 상태에서의 탄소 입자 운동 모델링 (The Motion of Carbon Plume in Ar Plasmas)

  • 소순열;정해덕;이진;박계춘;김창선;문채주
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 영호남 합동 학술대회 및 춘계학술대회 논문집 센서 박막 기술교육
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    • pp.15-19
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    • 2006
  • A pulsed laser ablation deposition (PLAD) technique is an excellent method for the fabrication of amorphous carbon (a-C) films, because it can generate highly energetic carbon clusters on a substrate. This paper was focused on the understanding and analysis of the motion of C particles in laser ablation assisted by Ar plasmas. The simulation has carried out under the pressure P=50 mTorr of Ar plasmas. Two-dimensional hybrid model consisting of fluid and Monte-Carlo models was developed and three kinds of the ablated particles which are carbon atom (C), ion ($C^+$) and electron were considered in the calculation of particle method. The motions of energetic $C^+$ and C deposited upon the substrate were investigated and compared. The interactions between the ablated particles and Ar gas plasmas were discussed.

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