بررسي رفتار حرارتي آمونيوم پركلرات ميكرونيزه توليد شده با روش تبلور ضد حلال بهبود يافته

Investigation of Thermal Behavior of Micronized Ammonium Perchlorate Produced by Enhanced Anti-Solvent Crystallization Method

آمونيوم پركلرات (AP) به عنوان اكسنده قوي در پيشرانه هاي جامد مورد توجه ويژه اي قرار دارد. از اينرو، خصوصيات تجزيه حرارتي آن مستقيما بر رفتار احتراقي پيشرانه هاي جامد تاثير دارد. اندازه، شكل و نوع بلورهاي متبلور شده رفتار حرارتي آمونيوم پركلرات را تحت تاثير قرار مي دهد. در اين پژوهش روش حلال-ضدحلال تجهيز شده با اداكتور براي اولين بار به عنوان سيستم توليد كننده مواد اكسنده پيشرانه ها به كار گرفته شد. همچنين، بلورينگي نمونه آمونيوم پركلرات توليد شده و نمونه قبل از فرآوري (مرجع) با روش هاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي و پراش اشعه ايكس بررسي شد. نتايج نشان داد كه بلورهاي توليد شده در اين سيستم داراي مورفولوژي منظم بوده و در قالب ارتورومبيك متبلور شده اند. از طرف ديگر، رشد بلور در راستاي بعد (011) نمونه توليد شده در مقايسه با نمونه مرجع تضعيف شده است و رشد بلور در راستاي بعد (210) بيشتر از نمونه مرجع مي باشد. بررسي رفتار حرارتي توسط آناليز وزن سنجي گرمايي (TGA) نشان داد كه نمونه توليد شده به روش حلال- ضدحلال در مقايسه با نمونه مرجع داري پيك تجزيه يك مرحله اي است، درحالي كه در نمونه مرجع پيك دومرحله اي است. همچنين آناليزگرماسنجي روبشي تفاضلي(DSC) براي نمونه ريز توليد شده درتجزيه گرماده داراي يك پيك مياني است. اين پيك همپوشاني بالايي با پيك تجزيه دما پايين (LTD) و پيك تجزيه دما بالا (HTD) دارد. در حالت كلي، تجزيه نمونه توليد شده با روش حلال- ضد حلال يك پيك گرماده را ظاهر نمود.

Ammonium perchlorate (AP) is considered as a strong oxidizer in solid propellants. Therefore, it s thermal decomposition characteristics has a direct influence on the combustion behavior of solid propellants. The AP particle size, shape, and morphology influence thermal behavior. In this study, For the first time the solvent-anti-solvent crystallization method equipped with an eductor mixer was used for the production of propellants oxidizing materials. The eductor easily increases the quality of mixing and does not increase the cost of launch and utilization. The crystallinity of produced ammonium perchlorate and reference samples were investigated by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) methods. The results showed that the produced crystals in this system have a regular morphology and were crystallized in the form of an orthorhombic structure. On the other hand, the growth of the crystal in plane (011) of the produced samples is attenuated compared to the reference sample and the growth in (210) plane is greater than those of reference sample. Thermal behavior analysis by thermogravimetric analysis (TGA) showed that the produced sample has a one-step decomposition peak while in the reference sample, a two-stage peak is observed. In addition, differential scanning calorimetric (DSC) illustrated that the produced fine AP samples in exothermic decomposition has an intermediate peak that has a high overlay with low temperature decomposition (LTD) and high temperature decomposition (HTD) peak. In general, decomposition of produced sample showed one exothermic peaks.