The estimation of critical temperatures of thermal explosion for energetic materials using non-isothermal DSC

Zhang, Jian Guo; Hu, Rong‐Zu; Yi, Xie; Li, Fuping

doi:10.1016/0040-6031(94)80216-5

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“…Finally, the critical ignition temperature (T b ) and the self-accelerating decomposition temperature (T SADT ), for the mixtures which can be calculated using the Eqs. (8) and (9) [40][41][42] are shown in Table 6 T…”

Section: Characteristic Temperatures Of Thermal Explosionmentioning

confidence: 99%

A comparative study of thermal behaviors and kinetics analysis of the pyrotechnic compositions containing Mg and Al

Fathollahi

Behnejad

2015

J Therm Anal Calorim

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The purpose of this research is to analyze the thermal behavior and kinetics of the pyrotechnic compositions including Al ? KClO 4 , Mg ? KClO 4 , Al ? Mg ? KClO 4 , MgAl ? KClO 4 and Al ? MgAl ? KClO 4 mixtures. The differential scanning calorimeter coupled with thermogravimetry analysis was employed to illustrate the reaction process of these pyrotechnic compositions. Moreover, the bomb calorimetry was utilized to compare experimental and theoretical heats of reaction. The apparent activation energy (E a ), frequency factor (A), the critical ignition temperature of thermal explosion and the self-accelerating decomposition temperature (T SADT ), were calculated using Kissinger approach. The results showed that the composition containing MgAl had the highest activation energy and frequency factor; however, the critical ignition temperature of their oxidation reaction was lowest value. In agreement with the theoretical value, the highest experimental heat of reaction for the composition MgAl/KClO 4 corresponds to the more complete combustion of metastable MgAl as an alloying mixture of Aluminum and Magnesium with equal proportions. These results suggest that benchmark values for an optimum designation and issues pertinent to the storage and handling of pyrotechnics containing Mg, Al and KClO 4 .

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Section: Characteristic Temperatures Of Thermal Explosionmentioning

confidence: 99%

A comparative study of thermal behaviors and kinetics analysis of the pyrotechnic compositions containing Mg and Al

Fathollahi

Behnejad

2015

J Therm Anal Calorim

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“…Por ex., Tonglay et al 36 realizaram um estudo sobre a determinação da temperatura crítica para o RDX, a partir de dados obtidos em curva DSC nas razões de aquecimento de 1, 2, 5, 10 e 20 K/min e apresentaram uma fórmula para o cálcu-lo da temperatura crítica de explosão térmica de materiais energéticos. Esta Equação é derivada a partir da teoria de explosão térmica de Semenov 37 e da Equação cinética no modo não isotérmico: (8) onde "α" é a fração de conversão da amostra; "t" o tempo; "A" o fator freqüência; "E a " a energia de ativação; "R" a constante universal dos gases e "T" que é a temperatura onde é observado o início da deflexão da curva térmica, obtida a partir da linha base estabelecida, que é também conhecida como temperatura onset (T onset ).…”

Section: Temperatura Crítica E Compatibilidadeunclassified

“…Tonglay et al 36 obtiveram a temperatura de ignição do RDX como sendo 482 K e concluíram pela concordância com o valor estabelecido na literatura, que é de 488 K.…”

Section: Temperatura Crítica E Compatibilidadeunclassified

Análise térmica aplicada ao estudo de materiais energéticos

Andrade¹,

Iha²,

Rocco³

et al. 2007

Quím. Nova

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Recebido em 15/3/06; aceito em 18/10/06; publicado na web em 27/4/07 THERMAL ANALYSIS APPLIED TO THE STUDY OF ENERGETIC MATERIALS. This paper shows different aspects related to the application of different thermal analysis techniques in the study of energetic materials. The criteria used to choose the best technique and an exact approach to adjust the experimental data with a proper model are here discussed. The paper shows how to use the different thermal analysis results to help develop new compounds, to study the stability of some energetic materials and their compatibility, and the conditions necessary for a secure storing environment.Keywords: thermal analysis; energetic material; propellants. INTRODUÇÃOMateriais energéticos são utilizados tanto na área civil como militar; compostos como nitroglicerina, pólvora negra e nitrocelulose estão entre os mais utilizados ao longo das últimas décadas. Entre as propriedades características destes compostos e/ou formulações, pode-se destacar a capacidade de liberarem grande quantidade de energia em curto espaço de tempo, quando expostos a estímulo tér-mico, elétrico ou em decorrência de um impacto. Em virtude destas características, inúmeros programas de pesquisa vêm sendo desenvolvidos, tendo como enfoque o aumento da performance destes materiais em tais propriedades 1 . As diversas técnicas termoanalíticas 2 utilizadas isoladamente ou em conjunto com outras técnicas, tais como espectroscopia no Infravermelho (IR), espectroscopia de massas (MS), cromatografia gasosa (CG) ou cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) vêm demonstrando serem ferramentas importantes no estudo dos materiais energéticos. A análise térmica diferencial (DTA), a calorimetria exploratória diferencial (DSC) e a termogravimetria (TG) podem ser utilizadas, por ex., na compreensão dos mecanismos físico-químicos relativos a processos de decomposição térmica 3 ou no estudo e desenvolvimento de novos compostos 4 , entre outros. Neste trabalho, é apresentada uma discussão sobre a aplicação das técnicas termoanalíticas ao estudo de compostos altamente energéticos. São discutidas diferentes condições necessárias ao desenvolvimento de estudos experimentais e apresentados diversos exemplos de aplicações da termoanálise a materiais energéticos. ESTUDO CINÉTICO DO COMPORTAMENTO TÉRMICO DE MATERIAIS ENERGÉTICOS VIA ANÁLISE TÉRMICANas últimas décadas, as técnicas termoanalíticas têm sido amplamente utilizadas para estudo de materiais energéticos 5 . São empregadas principalmente para obtenção de dados referentes à cinética de degradação térmica de diferentes formulações 6 . Os parâmetros desejados são obtidos a partir das curvas TG ou DSC, ou ainda, por microcalorimetria. A busca de tais informações tem como objetivo o aperfeiçoamento e o desenvolvimento de novos materiais. Além disso, os diversos estudos realizados permitem encontrar as condições mais adequadas para processos de estocagem, para o desenvolvimento de novos estabilizantes que retardem processos de degradação oxidativa e/ou térmica, além da...

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“…This parameter is necessary to ensure safe storage and process operations involving explosives, propellants, and pyrotechnics. The value of T b of 186.368C can be calculated from the following equation: [29,30] …”

Section: Critical Ignition Temperaturementioning

confidence: 99%

Structure, Thermal Behaviour, and Energetic Properties of 4-Amino-1,2,4-triazole Dinitroguanidine Salt

Jin

Jia

et al. 2014

Aust. J. Chem.

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A novel nitrogen-rich energetic compound 4-amino-1,2,4-triazole dinitroguanidine salt (4-ATDNG) was synthesized and fully characterized. Its crystal, thermal behaviour, and detonation properties were investigated by X-ray diffraction, thermogravimetry-derivative thermogravimetry-differential scanning calorimetry (TG-DTG-DSC) coupling system, and the Kamlet-Jacobs equation. In view of the obtained values such as the critical temperature of thermal explosion (T b , 186.368C), entropy of activation (DS 6 ¼ , 60.22 J mol À1 k À1 ), enthalpy of activation (DH 6 ¼ , 143.24 kJ mol À1 ), free energy of activation (DG 6 ¼ , 116.34 kJ mol À1 ), detonation pressure (P, 29.78 GPa), detonation velocity (V, 8.28 km s À1 ), and impact sensitivity (h 50 ¼ 135 cm), it is proposed that 4-ATDNG possesses excellent thermal stability and has the potential to be a useful energetic material in the future.

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The estimation of critical temperatures of thermal explosion for energetic materials using non-isothermal DSC

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A comparative study of thermal behaviors and kinetics analysis of the pyrotechnic compositions containing Mg and Al

A comparative study of thermal behaviors and kinetics analysis of the pyrotechnic compositions containing Mg and Al

Análise térmica aplicada ao estudo de materiais energéticos

Structure, Thermal Behaviour, and Energetic Properties of 4-Amino-1,2,4-triazole Dinitroguanidine Salt

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