Al-based Energetic Nano Materials (eBook)
170 Seiten
Wiley (Verlag)
978-1-119-00746-3 (ISBN)
Carole Rossi, CNRS Director of Research, Head of NanoEngineering and Integration Research Area.
INTRODUCTION ix
ACKNOWLEDGEMENTS xi
CHAPTER 1. NANOSIZED ALUMINUM AS METAL FUEL 1
1.1. Al nanoparticles manufacturing 2
1.1.1. Vapor-phase condensation methods 2
1.1.2. Wet chemistry 6
1.1.3. Mechanical methods 7
1.2. Example of Al nanoparticles passivation technique 8
1.2.1. Metallic coating 9
1.2.2. Organic coating 9
1.3. Characterization of Al nanoparticles properties 11
1.3.1. Light scattering methods 12
1.3.2. Gas adsorption method: specific surface measurement, BET diameter 13
1.3.3. Thermal analysis: purity or aluminum content percentage and oxide thickness 13
1.3.4. Chemical analysis 15
1.4. Oxidation of aluminum: basic chemistry and models 16
1.4.1. Initial stage of aluminum oxidation from first principles calculations 16
1.4.2. Thermodynamic modeling of Al oxidation under low heating rate 18
1.5. Why incorporate Al nanoparticles into propellant and rocket technology? 23
1.5.1. Reduction of the melting point 24
1.5.2. Increase in the reactivity 25
CHAPTER 2. APPLICATIONS: AL NANOPARTICLES IN GELLED PROPELLANTS AND SOLID FUELS 27
2.1. Gelled propellants 27
2.2. Solid propellants 29
2.3. Solid fuel 31
CHAPTER 3. APPLICATIONS OF AL NANOPARTICLES: NANOTHERMITES 33
3.1. Method of preparation 35
3.1.1. Ultrasonic nanopowder mixing 36
3.1.2. Rapid expansion of a supercritical dispersion 38
3.1.3. Molecular self-assembly of nanoparticles 39
3.2. Key parameters 42
3.2.1. The bulk density, theoretical density and compaction 42
3.2.2. The stochiometry 44
3.2.3. The size of Al and oxidizer particles 46
3.2.4. The passivation layer 49
3.3. Pressure generation tests 50
3.4. Combustion tests 52
3.4.1. Open tray experiments 52
3.4.2. Optical temperature measurement: spectroscopy 53
3.4.3. Photodiodes 54
3.4.4. Confined combustion tests 54
3.5. Ignition tests 56
3.5.1. Impact ignition 56
3.5.2. High-rate heating (106-107°C/s) 57
3.5.3. Low and uniform heating (10-100°C/s) 57
3.6. Electrostatic discharge (ESD) sensitivity tests 58
CHAPTER 4. OTHER REACTIVE NANOMATERIALS AND NANOTHERMITE SYSTEMS 63
4.1. Sol-gel materials 63
4.2. Reactive multilayered foils 66
4.2.1. Bimetallic multilayered foils 67
4.2.2. Thermite multilayered foils 72
4.2.3. Summary 77
4.3. Dense reactive materials 77
4.3.1. Arrested reactive milling 78
4.3.2. Cold-spray consolidation 81
4.4. Core-shell structures 83
4.5. Reactive porous silicon 86
4.6. Other energetic systems 88
CHAPTER 5. COMBUSTION AND PRESSURE GENERATION MECHANISMS 91
5.1. General views of Al particle combustion: micro versus nano, diffusion-based kinetics 93
5.2. Stress in the oxide layer and shrinking core model 95
5.3. Aluminum oxidation through diffusion-reaction mechanisms 97
5.4. Melt-dispersion mechanism 99
5.5. Gas and pressure generation in nanothermites 100
5.5.1. Thermodynamic models 100
5.5.2. Application to Al/CuO 103
CHAPTER 6. APPLICATIONS 107
6.1. Reactive bonding 108
6.2. Microignition chips 110
6.3. Microactuation/propulsion 113
6.3.1. High energetic actuators 113
6.3.2. Fast impulse nanothermite thrusters 113
6.3.3. Smooth actuators 116
6.4. Material processing and others 119
CONCLUSIONS 121
BIBLIOGRAPHY 125
INDEX 149
Erscheint lt. Verlag | 2.6.2015 |
---|---|
Sprache | englisch |
Themenwelt | Technik ► Elektrotechnik / Energietechnik |
Technik ► Maschinenbau | |
Schlagworte | Electrical & Electronics Engineering • Elektrotechnik u. Elektronik • MEMS • Nanomaterial |
ISBN-10 | 1-119-00746-1 / 1119007461 |
ISBN-13 | 978-1-119-00746-3 / 9781119007463 |
Haben Sie eine Frage zum Produkt? |
![PDF](/img/icon_pdf_big.jpg)
Größe: 20,9 MB
Kopierschutz: Adobe-DRM
Adobe-DRM ist ein Kopierschutz, der das eBook vor Mißbrauch schützen soll. Dabei wird das eBook bereits beim Download auf Ihre persönliche Adobe-ID autorisiert. Lesen können Sie das eBook dann nur auf den Geräten, welche ebenfalls auf Ihre Adobe-ID registriert sind.
Details zum Adobe-DRM
Dateiformat: PDF (Portable Document Format)
Mit einem festen Seitenlayout eignet sich die PDF besonders für Fachbücher mit Spalten, Tabellen und Abbildungen. Eine PDF kann auf fast allen Geräten angezeigt werden, ist aber für kleine Displays (Smartphone, eReader) nur eingeschränkt geeignet.
Systemvoraussetzungen:
PC/Mac: Mit einem PC oder Mac können Sie dieses eBook lesen. Sie benötigen eine
eReader: Dieses eBook kann mit (fast) allen eBook-Readern gelesen werden. Mit dem amazon-Kindle ist es aber nicht kompatibel.
Smartphone/Tablet: Egal ob Apple oder Android, dieses eBook können Sie lesen. Sie benötigen eine
Geräteliste und zusätzliche Hinweise
Zusätzliches Feature: Online Lesen
Dieses eBook können Sie zusätzlich zum Download auch online im Webbrowser lesen.
Buying eBooks from abroad
For tax law reasons we can sell eBooks just within Germany and Switzerland. Regrettably we cannot fulfill eBook-orders from other countries.
aus dem Bereich