Influence of Specific Surface Area of Aluminium Powder on the reactivity of aluminium/ammonium perchlorate composition

Abstract

EinfluR der spezifischen Oberflache von Aluminiumpuker auf die ReaMionsfPhigkeit einer Aluminium/Ammoniumperchlorat-Mischung AluminidAmmoniumperchlorat (40/60 Gew.%) ist eine pyrotechnische Mischung, die weitgehend als Ziindladung fiir kleinkalibrige Raketenmotoren verwendet wird. Fiinf verschiedene Arten von Al-Pulver mit einer spezifischen Oberflache zwischen 0,52 m2/g und 6,00m2/g wurden untersucht, um den EinfluB der Obeflache auf h e Ziindcharakteristik der Ladung auszuwerten. Wiihrend die Druckspitze zwischen 353 ksc und 64,5 ksc (0,30 g in 48,9 cm3 Volumen) variiert, bewegt sich die korrespondierende Zeit bis zum Druckmaximum zwischen 11,2ms und 1,6ms, und zeigt eine hohere Reaktionsfahigkeit der Mischung bei Zunahme der Oberflache des Al. Diese Reaktionsordnung stimmt iiberein mit der aus den DTG-Kurven der Metalloxidation durch Vergleich der Peakhohe mit dem Halbwertsverhaltnis bestimmten. Die gesamte Gasmenge, die bei allen Ladungen erzeugt wird, ist aber ungef4hr dieselbe und der Unterschied in der Druckspitze wird verursacht durch den Unterschied der Reaktionsgeschwindigkeit. Nach ungef4hr 30 ms zeigen alle Mischungen dieselbe Ordnung der Ziindtemperatur und des Druckes. Die Ladung hat eine Ziindtemperatur von ca 640 K erreicht und der Ziindung geht eine exotherme Zersetzung des Ammoniumperchlorats voraus. Die Aktivierungsenergie variiert zwischen 92,2 kJ/mol und 127,6kJ/moI und der zugehorige reexponentielle Faktor zwischen 9,7 x lo6 m i d und 7,l x 109min-f dies weist einen Kompensationseffekt mit einer isokinetischen Temperatur von 647 K aus.

Thermokinetic Analysis and Performance Evaluation of Guanidinium Azotetrazolate Based Gas Generating Composition for Testing of Solid Rocket Motor Nozzle Closures

“…The selected GGC was analyzed for calorific value determination using isoperibol calorimeter. The measured calorific value under argon atmosphere is 5460 J g À1 which is quite very less compared to pouch igniter pyrotechnic charge calorific value of 10250 J g À1 [31]. Reason for this can be attributed to the presence of GZT, which on combustion produces molecular nitrogen with zero heat of formation whereas oxidation of Aluminium metal powder in pouch igniter charge produces Aluminium oxide which has a high negative heat of formation and hence results in high calorific value.…”

Laser Ignition of Ammonium Perchlorate/Aluminum Composition Confined into PMMA Capsule

“…Ammonium perchlorate (AP) and aluminum powders are widely used in solid rocket propulsion [1][2][3][4]. A two-component AP/Al mixture is the energetic material capable of combustion and explosion under certain conditions [5][6][7][8][9]. Therefore, this composition was chosen to study the interaction of laser radiation with multi-component energetic materials.…”

Burning Characteristics of Polytetrahydrofuran-Based Composite Propellant

“…The use of burning rate modifiers, metal fuels, and high energetic materials is a typical method to obtain a high burning rate propellant. Recently, nanosized metal fuels [1][2][3][4] and high energetic materials [5,6] have been developed, and researchers have been investigating the burning characteristics of solid propellants using them [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13]. Glycidyl azide polymer is a typical energetic binder characterized by the N 3 chemical bond [5,6,[9][10][11].…”