پیش‌بینی عملکرد انفجاری نانوکامپوزیت RDX+Al+Zn0.5Co0.5Fe2O4 با استفاده از شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی واکنشی

نویسندگان

1 خیابان فردیس بلوار اباذر اباذر 12 بن بست سوم پلاک 57

doi
10.22034/jfnc.2024.479695.1410
چکیده

نانوترمیت‌ها به دلیل سرعت واکنش سریع، راندمان آزادسازی انرژی و عملکرد انفجاری به بسیار بالا، موضوع امیدوارکننده‌ای در صنعت هستند. اکسیدهای تک‌فلزی به‌عنوان اکسیدان‌های نانوترمیت به‌طور گسترده‌ای بررسی شدند، اما این مواد با اجزای اسیدی پیشرانه‌های جامد سازگاری کمی دارند که این موضوع نیاز به جایگزین‌های بهتر را آشکار می‌کند. در مقایسه با اکسیدهای تک‌فلزی، اکسیدهای فلزی کامپوزیتی دارای خواص منحصربه‌فرد خاصی شامل ساختارهای فضایی ویژه، مقاومت در مقابل محیط اسیدی و بازی، نقص شبکه فراوان، عملکرد کاتالیزوری فوق‌العاده و آزادسازی گرمای بالا در واکنش ترمیتی هستند که این ویژگی‌ها ممکن است اثرات قابل‌ملاحظه‌ای بر عملکرد احتراقی مواد نانوکامپوزیت‌های پرانرژی داشته باشند. هدف اصلی در این پژوهش، بررسی اثرات نانوترمیت Al+Zn0.5Co0.5Fe2O4 برای اولین‌بار بر خواص ترکیب هگزوژن (RDX) است. بنابراین، در این پژوهش با استفاده از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی تأثیر نانوترمیت Al+Zn0.5Co0.5Fe2O4 بر خواص انفجاری ترکیب RDX به‌عنوان یکی از رایج‌ترین مواد پرانرژی، بر اساس میدان نیروی واکنشی، بررسی شده است. نتایج نشان دادند که حضور نانوترمیت Al+Zn0.5Co0.5Fe2O4 به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای انرژی فعال‌سازی، فشار انفجار و سرعت انفجار ترکیب RDX را کاهش می‌دهد، زیرا نانوترمیت Al+Zn0.5Co0.5Fe2O4 به تشکیل کمتر محصولات گازی، منجر می‌شود. بااین‌وجود، دمای انفجار نانوکامپوزیت RDX+Al+Zn0.5Co0.5Fe2O4 نسبت به ترکیب RDX خالص به‌دلیل آزادسازی انرژی بالا هنگام تشکیل محصولات نانوترمیت Al+Zn0.5Co0.5Fe2O4، بالاتر است. پارامترهای انرژی فعال‌سازی، فشار انفجار، دمای انفجار و سرعت انفجار به‌دست‌آمده از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی برای ترکیب RDX خالص از مقادیر kJ/mol 76/100، GPa 94/28، K 62/2723 و m/s 16/7560 به‌ترتیب برای نانوکامپوزیت RDX+Al+Zn0.5Co0.5Fe2O4 به مقادیر kJ/mol 50/65، GPa 14/27، m/s 74/7389 و K 51/3138 تغییر می­ کنند.