Skip to main content
SUPERVISOR
S.Mohammad Ghoreshi
سیدمحمد قریشی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Masoud Mohammadi
مسعود محمدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Synthesis of Nanosuperthermite via Sol-Gel Method , for Enregetic Fuel Application
In this research, Tungsten oxide nanoparticles were synthesized by sol-gel method. Using sol-gel method, nanoparticles can be produced with the same sizes. Raw materials of this method are hydrated salt or metal chloride, which are cheap and abundant. In this study, materials which were used are as follows: Tungsten di-chloride di-oxide (WO 2 Cl 2 ), Ethanol with high purity, Cyclo-hexane, distilled water and Trimethyloxetane (TMO) as a gelation factor. After producing gel, It was washed for 3 days by pure Ethanol. Subsequently, the gel was washed again for 2 days by Cyclo-hexane. Thereafter, produced gels was dried for 3 days in vacuum oven at temperature of 210 °C and pressure of 10 mbar. The produced powders scanning Electron Microscope (SEM), Transmission Electron Microscope (TEM), Thermo Gravimeter Analysis (TGA) and XRD had been done on. Subsequently, their results showed that crystallized particles WO 3 are present in the form of ? or ? and most commonly are in the form of ?-wo3, also almost peaks in XRD patterns are related to Tungsten oxide. Nanoxide purity was determined 94% according to Thermo Gravimetry Analysis (TGA). Synthesized particles at temperature of 210 °C formed in shape of square and angularity that it is determined by Scanning Electron Microscope (SEM) test. After synthesis of Tangusten nanoxide, energizing nanocomposite (Thermite) was synthesized. Energizing materials are substances, which store chemical energy in a fixed volume. Examples of the energizing materials are explosive flammable materials. The reaction is started by mechanical or thermal stimulation. In addition, the energy is released as heat. Thermite materials including fuel and oxidizer are mixed together. In this research, oxide nanoparticles were synthesized by sol-gel method using aluminum nanoparticles with a particle size of about 30 nm by mixing in a ultrasound devices in cyclo-hexane for 3 min. With this oxidizer, (Tungsten nanoxide) three modes including; stoichiometric, quantitative fuel-rich and fuel-rich prepared and then were characterized. Scanning Electron Microscope (SEM), Transmission Electron Microscope (TEM), Thermo Geravimetery Analysis (TGA), DTA and XRD tests were done for distribution pattern of particles, morphology, size of particles, reaction temperature and final products, respectively. SEM test results showed that the synthesized particles were in the nanometer scale and had high integrity. Scanning TEM test, which take photo from inside of samples, is determined the measure size of synthesized particle, which synthesized at 210 ?, to be lover with 100 nm and shape of them formed cubic and angularity. Reaction temperature of anoparticle Aluminum and Tungste nanoxide is determined to be 550-600 °C by heating analysis test (DTA) and main products of reaction were determined Tungsten and Aluminum oxide. . Keywords: Sol-Gel, Tungsten nanoxide, NanoAluminum, Thermite
در این تحقیق نانو ذرات اکسید تنگستن با روش سل ژل سنتز شد. سل ژل روشی برای تولید نانو ذرات است و این روش این امکان را فراهم می سازد که نانو ذراتی با اندازه تقریبا یکسان بدست آوریم. مواد اولیه این روش نمک هیدراته یا کلرید فلزات که ارزان و فراوان هستند، می باشد. در این‌کاراز تنگستن دی کلرید دی اکسیدCl 2 WO 2 ، اتانول با خلوص بسیار بالا ، آب‌ مقطر، سیکلو هگزان و تری متیلن اکساید ( TMO ) به عنوان عامل ژلاسیون استفاده شد، سپس ژل شده با اتانول خالص به مدت 3 روز و سیکلو ‌هگزان به مدت 2 شستشو داده شد. بعد ژل‌های حاصله به مدت 3 روز در آون خلا در دمای C°210 و فشارmbar 10 خشک شدند. بر روی پودر حاصله آزمایشات میکروسکوپ الکترونی عبوری (SEM)، میکروسکوپ الکترونی انتقالی(TEM)، آنالیز حرارتی (TGA) و پراش اشعه ایکس (XRD) انجام شد، با انجام این آزمایش‌ها مشخص شد که ذرات کریستالی شده و دلالت بر حضور ) WO 3 اکسید تنگستن) به‌صورت ? یا ? دارد، تقریبا تمام پیک‌های نمودار XRD مربوط به اکسید تنگستن بوده و ترکیب بیشتر شامل ?-wo 3 می‌باشد، خلوص نانو اکسید مطابق آزمون آنالیز حرارتی TGA حدود 94% است و با انجام آزمایش میکروسکوپ الکترونی عبوری (SEM) مشخص شد ذرات اکسید تنگستن سنتز شده در دمای 210 درجه سانتی گراد بصورت گوشه دار و مکعبی هستند. پس از سنتز ‌نانو اکسید تنگستن، نانو کامپوزیت انرژی زا (ترمیت) سنتز شد.مواد انرژی زا موادی هستند که انرژی شیمیایی را در یک حجم ثابت ذخیره می کنند، مواد انفجاری آتش زا مثال هایی از مواد انرژی زا هستند. واکنش از طیق تحریک مکانیکی یا حرارتی شروع می شود و انرژی را بصورت گرما آزاد می کند. مواد ترمیت شامل سوخت و اکسیدایزر (اکسید کننده) هستندکه با هم مخلوط می شوند. در این آزمایش نانو اکسید سنتز شده با روش سل ژل با با نانو ذرات آلومینیم با اندازه ذرات حدود 30 نانومتر از طریق دستگاه مخلوط کننده ماورا صوت (اولتراسونیک) پروب دار به مدت 3 دقیقه در سیکلو ‌هگزان مخلوط شدند و با این اکسیدایزر (نانو اکسید تنگستن) سه حالت نسبت استوکیومتری، سوخت کمی غنی و سوخت غنی تهیه و بررسی شد. آزمایشات میکروثکوپ الکترونی عبوری (SEM)، میکروسکوپ الکترونی انتقالی (TEM) ،آنالیز حرارتی (TGA)، آنالیز حرارتی DTA و پراش اشعه ایکس(XRD ) جهت بررسی نحوه پراکنده ‌شدن، مورفولوژی و سایز ذرات، دمای واکنش و محصولات نهایی واکنش انجام شد. نتایج تست SEM نشان می‌دهد ذرات سنتز شده در مقیاس نانو متر بوده و از یکپارچگی بالایی برخوردار می‌باشند. با انجام تستTEM ، که از ساختار داخل نمونه عکس گرفته می‌شود، مشخص می‌گرددکه سایز ذرات سنتزشده در دمای C °210، زیر nm 100 بوده و شکل‌های مکعبی و گوشه‌دار را تشکیل می‌دهند. با آزمون آنالیز حرارتیDTA ، مشخص می‌شود دمای واکنش نانوآلومینیم با اکسیدایزر بینC? 600-550 است و محصولات اصلی واکنش، تنگستن و اکسید آلومینیم ارزیابی می‌شوند. کلمات کلیدی : سل ژل – نانو اکسید تنگستن- نانو آلومینیم – ترمیت

ارتقاء امنیت وب با وف بومی