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Propulsores y propelentes
Los avances en los sectoresespacial y la defensa se basan en la investigación de vanguardia en metales, aleaciones y materiales avanzados
Desde componentes aeroespaciales hasta estructuras de alto rendimiento para entornos críticos, el éxito depende de la ingeniería de precisión y rigurosos estándares de calidad. Nuestras tecnologías apoyan a estas industrias con caracterización de partículas, análisis elemental, procesamiento térmico, pruebas mecánicas y preparación de muestras - impulsando la innovación y confiabilidad en la ciencia de materiales para aplicaciones espaciales y de seguridad.
Nuestro equipo de expertos y profesionales le ayudará a encontrar la solución perfecta.
Los motores de cohete modernos se fabrican ahora rutinariamente utilizando técnicas avanzadas de impresión 3D, lo que permite una estabilidad estructural óptima, un peso reducido y
canales de refrigeración integrados que antes eran imposibles de producir con métodos convencionales. Este avance en la fabricación aditiva ha transformado la producción de componentes complejos como piezas de misiles y elementos de motores de aeronaves, donde el rendimiento y la fiabilidad son primordiales.
En estas aplicaciones, los polvos metálicos, especialmente el titanio y el acero, desempeñan un papel crítico. Para procesos como la impresión 3D o el recubrimiento por pulverización térmica, los polvos deben mostrar distribuciones de tamaño de partícula estrictamente controladas para garantizar un procesamiento consistente y confiable. Generalmente, se prefieren las partículas esféricas dentro de un rango de tamaño estrecho, ya que fluyen más fácilmente y se pueden depositar más uniformemente. Sin embargo, si el rango de tamaño es demasiado estrecho, la densidad de empaquetamiento disminuye, lo que potencialmente conduce a vacíos y falta de homogeneidad en el componente final.
Microtrac ofrece un amplio portafolio de tecnologías para analizar el tamaño y la forma de las partículas, incluidos los métodos de dispersión tanto en seco como en húmedo. Sus sistemas están diseñados para satisfacer las estrictas demandas de la fabricación aeroespacial y de defensa. En esta nota de aplicación, Microtrac demuestra cómo el Análisis Dinámico de Imágenes (DIA) —tal como se implementa en el CAMSIZER X2— proporciona una visión profunda de la calidad del polvo. A diferencia del tamizado tradicional, DIA puede detectar incluso el 0,005% de partículas de gran tamaño, lo que garantiza que solo se utilicen en la producción polvos que cumplan con los estándares más altos.
Control de calidad para polvo metálico y proceso de metalurgia del polvo basado en el tamaño de partícula y la morfología con difracción láser
Caracterización avanzada de partículas de polvos metálicos - especialmente para la fabricación aditiva y la pulvimetalurgia - destacando la necesidad de polvos esféricos de distribución de tamaño amplia para garantizar una fluidez óptima, densidad de empaquetamiento e integridad de la pieza final.
El instrumento SYNC integra de manera única la difracción láser con el análisis dinámico de imágenes para detectar tanto el tamaño como la forma - incluyendo aglomerados, satélites y partículas de gran tamaño - en una sola ejecución automatizada.
El análisis del área superficial de polvos metálicos es crucial en aplicaciones de defensa y seguridad, donde el rendimiento del material en condiciones extremas es primordial. El área superficial específica influye en propiedades como la reactividad, el comportamiento de sinterización y la resistencia mecánica, que son vitales para componentes como armaduras, sistemas de propulsión y piezas de fabricación aditiva.
La serie BELSORP de Microtrac, que incluye los modelos BELSORP MAX X, MAX G y MINI X, ofrece capacidades avanzadas para mediciones precisas del área superficial y la distribución del tamaño de poro. Estos instrumentos utilizan técnicas de adsorción de gases, cumpliendo con estándares como ASTM B922 e ISO 9277, asegurando resultados confiables y reproducibles.
Eche un vistazo a la lista de cumplimiento de Normas al producto Microtrac:
El BELSORP MAX X destaca con su capacidad de analizar hasta cuatro muestras simultáneamente, cubriendo un amplio rango de presiones y temperaturas. Soporta diversos adsorbatos, lo que permite una caracterización integral de los materiales. El BELSORP MAX G, con su capacidad de medición de presión ultra baja, es ideal para evaluar materiales micro, meso y macroporosos.
La medición precisa de la densidad de las aleaciones de polvo metálico es crítica en aplicaciones de defensa y seguridad, donde el rendimiento del material y la integridad estructural son primordiales. La serie Microtrac BELPYCNO ofrece una determinación precisa de la densidad real y esquelética utilizando métodos de desplazamiento de gases, típicamente con helio.
Estos instrumentos son esenciales para evaluar los polvos metálicos utilizados en la fabricación aditiva, sinterización y componentes balísticos. Comprender la densidad verdadera ayuda a detectar la porosidad, evaluar la calidad del polvo y garantizar la consistencia en componentes como el blindaje, las piezas de misiles y las estructuras aeroespaciales.
Los picnómetros de gas de Microtrac cumplen con los estándares internacionales, incluida la norma ASTM B923 para densidad esquelética de polvos metálicos e ISO 12154 para picnometría de gas. Estas normas garantizan que las mediciones cumplan los estrictos requisitos de las especificaciones del material de defensa.
O esta relacionada con la medición de densidad de materiales de moldeo aditivo de impresoras 3d por método de desplazamiento de gases:
El equipo de defensa se basa en metales de alta calidad, desde placas de blindaje de acero y cañones de armas hasta fuselaje de titanio y piezas del motor. Las propiedades mecánicas (resistencia, dureza, tenacidad) de estos metales están directamente influenciadas por su contenido de carbono, azufre y otros elementos. Por ejemplo, el carbono y el azufre influyen sustancialmente en la dureza y trabajabilidad de aceros y titanio.
El analizador ELEMENTRAC CS-i utiliza un potente horno de inducción (atmósfera de oxígeno >2000 °C) con detección infrarroja para cuantificar con precisión carbono y azufre en muestras metálicas.
Pruebas precisas de oxígeno e hidrógeno en diferentes aleaciones. Especialmente la determinación de oxígeno en titanio es uno de los análisis más comunes para los componentes críticos de vuelo.
Del mismo modo, el contenido de oxígeno, nitrógeno e hidrógeno en los metales es crítico: el exceso de oxígeno o nitrógeno puede fragilizar el titanio y el acero, y el hidrógeno puede causar grietas peligrosas (fragilización por hidrógeno) en aleaciones de alta resistencia.
Los analizadores de fusión de gases inertes de Eltra (como la serie ONH) miden estos elementos ligeros en niveles ppm. ELEMENTRAC ONH-p2 puede determinar O, N, H en metales o incluso cerámica con un horno de impulsos de hasta 3000 °C. Esta capacidad se utiliza, por ejemplo, para certificar titanio apto para aeronaves o para garantizar que un lote de acero especial para un casco submarino no tenga hidrógeno excesivo que pueda comprometer la integridad.
El análisis materialográfico de polvos metálicos es esencial en los sectores de defensa y seguridad, asegurando la fiabilidad y el rendimiento de los componentes producidos a través de la pulvimetalurgia y la fabricación aditiva. QATM proporciona soluciones integrales para la preparación y análisis metalográfico, facilitando el examen detallado de microestructuras críticas para aplicaciones militares.
ASTM: Preparación de Muestras Metalográficas y Materialográficas, Microscopía Óptica, Análisis de Imágenes y Pruebas de Dureza es uno de los primeros documentos de referencia en esta área.
El proceso de preparación comienza con un seccionamiento preciso, a menudo utilizando cortadoras de precisión equipadas con cuchillas CBN delgadas, para obtener muestras representativas.
La extensa base de datos de notas de aplicación y métodos de preparación de QATM ofrece protocolos detallados adaptados a materiales y procesos específicos, apoyando el desarrollo y la garantía de calidad de componentes relacionados con la defensa.
Subsequent hot mounting, utilizing presses like the Qpress series, encapsulates the specimen, providing ease of handling and protecting delicate features during grinding and polishing. This step is crucial for maintaining the integrity of the sample's microstructure.
Grinding and polishing are performed using semi-automatic machines ensure consistent surface finishes necessary for accurate microscopic analysis. These machines accommodate various materials, including steels and nickel superalloys, commonly used in defense components.
The final analysis may involve hardness testing and microscopic examination to assess properties like grain size and phase distribution, vital for predicting material behavior under operational stresses.
Las especificaciones militares para metales a menudo incluyen tratamientos térmicos (endurecimiento, templado, recocido) para lograr las propiedades mecánicas requeridas. Los hornos de carbolita se pueden proporcionar para cumplir con los estándares de tratamiento térmico aeroespacial como AMS2750 (NADCAP) y se utilizan en líneas de producción de defensa y laboratorios de I + D.
Por ejemplo, una pala de turbina de motor a reacción hecha de una superaleación de níquel debe someterse a ciclos precisos de alta temperatura en una atmósfera controlada para desarrollar la estructura cristalina adecuada. La cámara y los hornos de vacío de Carbolite proporcionan las altas temperaturas uniformes y el control preciso necesarios para estos procesos, con la garantía del cumplimiento de los estándares y la trazabilidad de calibración.
Con los molinos de bolas de alta energía los investigadores pueden realizar la aleación mecánica, un proceso donde los polvos de diferentes metales se muelen juntos para crear nuevas aleaciones o materiales nanoestructurados.
Los investigadores de defensa que exploran nuevas aleaciones ligeras o fases metaestables (para blindaje o materiales reactivos) utilizan dichos molinos para producir pequeños lotes de material que no se pueden hacer por fusión.
En nuestra nota de aplicación: Las soluciones para la preparación de muestras en la industria aeroespacial es posible explorar profundamente las soluciones proporcionadas por Retsch.
Un ejemplo puede ser el desarrollo de una nueva aleación de aluminio infundida con nanopartículas de cerámica para una armadura mejorada. Los polvos se pueden moler intensamente para incrustar la cerámica en la matriz metálica. Este método ha sido importante en la creación de superaleaciones y polvos compuestos para aplicaciones de defensa (como aleaciones de almacenamiento de hidrógeno para submarinos o nuevos materiales magnéticos para sensores).
La cerámica de alto rendimiento (por ejemplo, carburo de boro para placas de blindaje o cerámica de óxido para componentes del motor) y los compuestos carbono/carbono se basan en polvos finos o precursores en su fabricación. Los compuestos carbono-carbono son materiales avanzados compuestos por fibras de carbono incrustadas en una matriz de carbono, conocidos por su excepcional resistencia, estabilidad térmica y resistencia a ambientes extremos.
Inconel 718 es una aleación de níquel-cromo de alto rendimiento que se ha convertido en un material crítico en las industrias aeroespacial y de defensa debido a sus excepcionales propiedades mecánicas y resistencia a ambientes extremos. Esta aleación es conocida por su excelente resistencia a la rotura por fluencia a temperaturas de hasta 1300 °F, lo que la hace ideal para aplicaciones de alta tensión como motores a reacción, motores de cohetes y turbinas de gas.
En el sector aeroespacial, Inconel 718 se utiliza ampliamente en la fabricación de piezas de fuselaje de alta velocidad, incluidas ruedas, cubos, espaciadores y pernos y sujetadores de alta temperatura. Su capacidad para mantener la integridad estructural y resistir la oxidación y corrosión bajo altas temperaturas asegura la fiabilidad y longevidad de los componentes aeroespaciales.
Grupo Verder puede aportar diferentes soluciones en la producción y control de Inconel 718:
La dureza es una propiedad fundamental para los materiales militares, ya que se correlaciona directamente con la resistencia, la resistencia al desgaste y, en el caso de los blindajes, puede ser un indicador clave del rendimiento balístico. La dureza de los materiales es crítica para el rendimiento, durabilidad y confiabilidad de las armas militares. QATM ofrece una amplia gama de soluciones de prueba de dureza, que cubren todos los métodos estándar (Vickers, Brinell, Rockwell y Knoop), desde pruebas de microdureza para recubrimientos delgados y microestructuras finas hasta pruebas de macrodureza de metales a granel. En un laboratorio de garantía de calidad de defensa, un medidor de dureza QATM se puede emplear rutinariamente para las verificaciones de dureza Rockwell en cada lote de acero de placa de blindaje, asegurando que se haya templado y templado correctamente.
Estas pruebas son esenciales para verificar que los materiales cumplan con las estrictas especificaciones militares, que a menudo hacen referencia a estándares como ASTM E18 para Rockwell o ASTM E384 para pruebas de dureza Vickers. Los instrumentos de alta precisión de QATM a menudo incluyen etapas de muestreo automatizadas y capacidades avanzadas de obtención de imágenes, lo que permite realizar pruebas eficientes y precisas en múltiples puntos de una muestra.
La prueba de impacto balístico también se realiza con el medidor de microdureza Q10A+.
Los hornos avanzados de Carbolite, incluidos los hornos de tubo y los hornos de elementos de grafito, desempeñan un papel vital en la fabricación y prueba de materiales de vanguardia como la cerámica técnica y los compuestos carbono-carbono (C / C), que se utilizan ampliamente en el sector de la defensa. La producción de compuestos C/C implica calentar gradualmente componentes de fibra de carbono impregnados de polímero en una atmósfera inerte para carbonizar la resina - un proceso conocido como pirólisis - seguido a menudo de grafitización a temperaturas aún más altas para mejorar las propiedades del material. Carbolite suministra hornos especializados diseñados para la investigación y el desarrollo de fibra de carbono y compuestos de carbono, incluidos hornos de desunión (que funcionan a alrededor de 800 °C para eliminar aglutinantes) y hornos de alta temperatura para carbonización y grafitización, capaces de alcanzar aproximadamente 2500–3000 °C.
Estos sistemas permiten la fabricación de componentes de C/C como insertos de boquillas de cohetes, conos de nariz de misiles y discos de freno de aeronaves, todos los cuales deben soportar calor y estrés extremos. Por ejemplo, en la Universidad de Virginia, un horno de Carbolite de alta temperatura (modelo LHTG 200-300) se utiliza para fabricar cerámica a partir de materiales poliméricos precerámicos, facilitando la transformación de polímeros en componentes cerámicos en una atmósfera inerte a temperaturas de hasta 3000 °C.
Tales capacidades son directamente relevantes para la investigación de defensa, apoyando el desarrollo de materiales como matrices cerámicas de carburo de silicio u otros compuestos de temperatura ultra alta para aplicaciones como superficies hipersónicas de vehículos.
El proceso de preparación de la muestra es realmente importante para garantizar resultados buenos y confiables. El uso del sistema de molienda adecuado es esencial para obtener los resultados correctos, y podemos dividir las necesidades:
La determinación del carbono y el análisis termogravimétrico son importantes para los compuestos carbono-carbono y los polímeros reforzados con fibra de carbono (CFRP), ya que ayudan a determinar el rendimiento de carbonización y el contenido de resina residual - parámetros críticos para el control de calidad y la evaluación del rendimiento.
La medición del oxígeno total en polvos de aluminio o cerámica proporciona un indicador indirecto de cuánta oxidación superficial se ha producido: en polvos donde el oxígeno reside principalmente en la película superficial, un mayor nivel de oxígeno generalmente corresponde a una capa de óxido más gruesa, que a su vez rige la reactividad, la sinterización y las propiedades finales. En consecuencia, el análisis rutinario de oxígeno, complementado por técnicas específicas de la superficie, es una práctica estándar para el control de calidad en el procesamiento de polvo aeroespacial y de defensa.
Ambos tipos de análisis son prácticas estándar en ciencia de materiales para garantizar las propiedades y el rendimiento deseados de materiales avanzados, particularmente en aplicaciones aeroespaciales y de defensa.
La versatilidad de ELTRA permite probar polvos, fibras y piezas terminadas. Los analizadores ELTRA (como las series ELEMENTRAC ONH y CS) utilizan hornos de resistencia o inducción que alcanzan temperaturas muy altas (hasta 3000 °C), asegurando la descomposición completa incluso de materiales altamente estables como compuestos C/C o cerámica. Esto permite la determinación precisa de carbono, oxígeno y otros elementos ligeros. Además, el hardware ELTRA está diseñado para minimizar la contaminación cruzada entre análisis, gracias a sistemas de limpieza automática y cámaras de combustión fácilmente lavables.
El tamaño de partícula y la forma de los polvos cerámicos o del compuesto de carbono es útil para predecir el comportamiento de sinterización y la microestructura final.
Existen desafíos específicos en la realización de análisis de tamaño de partícula en materiales como cerámica avanzada y compuestos carbono-carbono, principalmente debido a sus propiedades físicas y estructurales únicas. La cerámica y los compuestos a base de carbono tienden a aglomerarse debido a las fuerzas de van der Waals o a las cargas superficiales.
Esto puede dificultar la obtención de una distribucion exacta y representativa del tamaуo de partнcula sin una dispersion adecuada у Con el uso de instrumentos de analisis de imagen dinamico/difraccion laser como el Microtrac CAMSIZER X2 y Microtrac SYNC es posible diferenciar las particulas primarias de los aglomerados.
Estos materiales a menudo tienen formas de particulas no esfericas, lo que puede afectar los resultados de instrumentos que asumen modelos esfericos. Utilice analizadores que proporcionen datos de tamaño y forma, como los basados en el análisis de imágenes.
Para los compuestos C/C (carbono reforzado con fibra de carbono, utilizado en puntas de nariz de misiles, boquillas de cohetes, discos de freno de aeronave debido a su capacidad para soportar calor extremo), la porosidad es un parámetro crítico. Estos materiales compuestos se hacen infiltrando una preforma de fibra de carbono con resina o brea y carbonizando, a menudo repetido para densificar. El material final típicamente todavía contiene algo de porosidad residual. El tamaño de esos poros (microporosidad dentro de la matriz de carbono vs huecos más grandes) puede afectar la resistencia mecánica y la resistencia a la ablación del compuesto.
La caracterización de la distribución del tamaño de poro en un compuesto C/C se puede hacer a través de la adsorción de gas para microporos y mesoporos, y la intrusión de mercurio para poros más grandes.
Por ejemplo, el carbón activado se utiliza en filtros de máscara de gas y sistemas de protección colectiva para adsorber agentes de guerra química. La eficacia de estos carbonos está directamente relacionada con su superficie y estructura de poros. Un área superficial alta (1000+ m2/g) con tamaños de poro apropiados (micro y mesoporos) les permite capturar moléculas tóxicas de manera efectiva.
Los BELSORP se usan comúnmente para caracterizar dichos materiales: miden isotermas de adsorción de nitrógeno a 77 K para calcular el área superficial BET y aplican métodos DFT para determinar la distribución del tamaño de poro. Un ejemplo es un estudio sobre fibras de carbón activado destinadas a absorber un simulante de gas mostaza (2-CEES).
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En el sector espacial y de defensa, es esencial mantener los más altos niveles de calidad y rendimiento. Los equipos de investigación y desarrollo (I+D), así como los departamentos de control de calidad (QC), confían en técnicas analíticas avanzadas para garantizar que los materiales y componentes cumplan con las especificaciones estrictas. El Grupo Verder ofrece un conjunto completo de instrumentos que apoyan estos procesos críticos, incluyendo herramientas para análisis elemental, tratamiento térmico, caracterización de partículas, materialografía y pruebas de dureza y molienda y tamizado.
El método Dumas implica la combustión a alta temperatura de una muestra en un ambiente rico en oxígeno, convirtiendo los elementos en sus formas gaseosas (por ejemplo, C en CO2, N en N2). Estos gases se pasan a través de filtros y detector de conductividad térmica (TCD) para nitrógeno y células infrarrojas para la determinación de dióxido de carbono. Esto proporciona contenido total de nitrógeno y carbono en cuestión de minutos.
Esta determinación es importante en los propulsores para determinar la composición de materiales energéticos como la nitrocelulosa, donde el contenido de nitrógeno se relaciona directamente con el potencial energético y la estabilidad. El estudio de carbono y nitrógeno asegura la consistencia de los lotes en pólvora y propulsores verificando las relaciones esperadas de carbono/nitrógeno. También el contenido de C/N se utiliza para apoyar la identificación forense/militar y el análisis del envejecimiento de los materiales.
En el sector de la defensa, donde se emplean aleaciones de alto rendimiento como aceros aptos para blindaje, aleaciones ligeras aeroespaciales y materiales de artillería, la metalografía juega un papel crucial tanto en el desarrollo de nuevos materiales como en el control de calidad de los componentes manufacturados.
El objetivo es identificar características microestructurales que afectan directamente las propiedades mecánicas y el comportamiento en servicio del componente.
El proceso metalográfico implica extraer una muestra del material de interés, montarla en resina para facilitar su manejo y pulirla meticulosamente hasta un acabado espejo. La superficie pulida se graba químicamente con un reactivo adecuado (ácido o solución específica) para revelar los límites de grano y las distinciones de fase.
La muestra preparada se examina posteriormente con un microscopio metalúrgico óptico a varios aumentos (por lo general 50x, 100x, 500x o 1000x) utilizando luz reflejada.
La evaluación microestructural puede ser cualitativa (por ejemplo, “estructura martensítica templada con carburos dispersos”) o cuantitativa, utilizando un software de análisis de imágenes. Las evaluaciones cuantitativas pueden incluir:
Muchos materiales utilizados en el sector de la defensa se encuentran en forma de polvos o sólidos porosos (por ejemplo, explosivos granulados, propelentes sólidos compuestos, catalizadores de cohetes y adsorbentes para máscaras de gas).
Una propiedad clave de estos materiales es su área superficial específica. Esta propiedad se mide comúnmente en m2/g utilizando técnicas de adsorción de gas a temperaturas criogénicas, típicamente aplicando el método BET (Brunauer-Emmett-Teller). A partir de la isoterma de adsorción resultante, el modelo BET calcula el área superficial total requerida para tener en cuenta la cantidad observada de gas adsorbido.
El área superficial específica de un polvo explosivo tiene una influencia directa en su comportamiento. En general, una mayor área superficial (partículas más finas o porosas) conduce a una mayor reactividad. Por ejemplo, en los propulsores sólidos, la velocidad de combustión está estrechamente vinculada al área superficial disponible del grano de propulsor expuesto a la combustión. Por lo tanto, en el diseño balístico, tanto la distribución del tamaño de partícula como el área superficial deben optimizarse cuidadosamente para garantizar una combustión estable y segura.
En un contexto de control de calidad, la medición del área superficial específica de un lote de pólvora o explosivo permite verificar que se encuentra dentro del rango deseado.
La estabilidad a largo plazo de estos materiales también puede monitorearse: los polvos pueden agregarse o formar cristales más grandes durante el almacenamiento (reduciendo el área superficial), o por el contrario, romperse (aumentándola). Por lo tanto, la adsorción de gases es valiosa para detectar tales cambios con el tiempo.
Además de calcular el área superficial específica media (típicamente de la región lineal de la isoterma BET), las técnicas de adsorción de gases también proporcionan información sobre la porosidad del material. Usando métodos como BJH (Barrett–Joyner–Halenda), se puede determinar la distribución de los tamaños de poro internos.
En un entorno de I+D de defensa, por ejemplo, se podría desarrollar un nuevo explosivo con una microestructura cristalina controlada que contenga poros de tamaño nanométrico. El objetivo podría ser reducir la sensibilidad a los choques mecánicos manteniendo al mismo tiempo una superficie suficiente para garantizar una alta velocidad de detonación. El análisis BET sería crucial para validar cómo afectan los procesos de cristalización al producto final.
Además de la fabricación, el equipo de tratamiento térmico se utiliza para probar el comportamiento del material bajo calor. Los hornos de cenizas de Carbolite (por ejemplo, utilizados para quemar el contenido orgánico a ~600-800 °C) pueden determinar el contenido de cenizas de los compuestos o la pureza de un propulsor mediante la incineración de muestras y la medición de residuos.
Por ejemplo, un fabricante de blindaje podría cenizar una muestra de una placa de compuesto cerámico para verificar la relación fibra vs. matriz (quemando el polímero y pesando la ceniza cerámica). Los hornos de alta temperatura también pueden simular las condiciones de servicio: un laboratorio puede calentar una muestra de acero blindado o recubrimiento protector para ver cómo se oxida o degrada a temperaturas elevadas en el campo de batalla.
Los hornos de tubo de carolita con atmósferas controladas podrían usarse para realizar pruebas de resistencia a la oxidación en recubrimientos para componentes de motores navales o para someter componentes electrónicos a una exposición prolongada a altas temperaturas como parte de las pruebas de estrés.
Las características de las partículas afectan directamente el comportamiento del material, como la velocidad de combustión, la fluidez y la densidad de empaquetamiento. Las aplicaciones más comunes que se requieren son:
La velocidad de combustión y la estabilidad de los propulsores (como los propulsores de pistolas de nitramina o los combustibles para cohetes) y los explosivos de alto poder son altamente sensibles al tamaño de partícula. De hecho, las especificaciones militares de Estados Unidos exigen el análisis Microtrac para ciertos propulsores para verificar que el material está dentro de los límites requeridos.
La distribución del tamaño de partícula será la siguiente:
| Distribution (percentile-weight %) | Microns | ||||
| 10% | 1.4+/-0.1 | ||||
| 50% | 4.2+/-0.3 | ||||
| 90% | 10.5+/-0.5 | ||||
| Mean | 5.2+/-0.5 | ||||
En los propulsores (como los propulsores de cohetes sólidos compuestos o los propulsores de pistolas), el tamaño de partícula de ingredientes como los oxidantes (por ejemplo, perclorato de amonio) y los combustibles metálicos (por ejemplo, polvo de aluminio) debe optimizarse cuidadosamente. Las partículas finas contribuyen a mayores velocidades de combustión, mientras que las partículas gruesas pueden ralentizar la combustión; a menudo se utiliza una distribución bimodal para empaquetar la densidad y adaptar el perfil de combustión. Los estudios han demostrado que el aumento del tamaño de partícula del oxidante o combustible (reduciendo así el área superficial) puede reducir la velocidad de combustión de un propulsor porque hay menos superficie disponible para la reacción de combustión.
Los sistemas de difracción láser microtrac y análisis de imágenes proporcionan mediciones rápidas y precisas de explosivos granulares y polvos oxidantes para garantizar que cumplan con las especificaciones de diseño.
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Aunque los analizadores láser y ópticos de Microtrac ofrecen un tamaño de partícula avanzado, el análisis de tamices sigue siendo una forma sencilla y conforme a los estándares de medir las distribuciones de tamaño de partícula, especialmente para el control de calidad. La producción en planta de polvo de aluminio para el propulsor de cohetes tamizará el polvo para garantizar, por ejemplo, que el 90% pase 150 μm y se retenga en 50 μm (una especificación que garantiza las características de combustión adecuadas).
El agitador Retsch puede lograr esta medición de manera repetible. El análisis de tamices también es útil para evaluar los tamaños de partículas de arena y suelo para fortificaciones militares o probar si el polvo en un entorno desértico cae dentro de ciertos rangos de tamaño que podrían afectar a los filtros de los vehículos.
Retsch está proporcionando diferentes soluciones para garantizar el rendimiento de las apuestas. Lea el informe de la aplicación:
| HMX Type | Size Range (µm) | Key Use | ||||
| Type A | 45–150 | Castable explosives | ||||
| Type B | 10-44 | Pressed compositions | ||||
| Ultrafine | <10 | Propellants, boosters | ||||
High Melting Explosive (HMX) exige un estricto control del tamaño de partícula y la morfología para optimizar las velocidades de combustión, la densidad de empaquetamiento y la estabilidad polimórfica. Los métodos de cristalización —como la transformación asistida por ultrasonido y la precipitación supercrítica con CO2— pueden producir partículas de HMX de menos de 5 μm a más de 300 μm. Los estándares típicos (por ejemplo, MIL-DTL-45444A) requieren distribuciones de tamaño de partícula estrechas y una aglomeración mínima.
El Microtrac SYNC combina la difracción láser y el análisis dinámico de imágenes en un solo sistema, identificando de manera única los finos, las partículas de gran tamaño, los satélites y las anomalías de forma, todos cruciales para la calidad y la seguridad del HMX.
Para la pirotecnia y los propulsores, conocer el área superficial BET es útil para predecir la rapidez con la que un material puede inflamarse o la cantidad de aglutinante que puede ser necesario para recubrir partículas. En un estudio relacionado con la defensa, se sintetizaron explosivos ultrafinos RDX (ciclotrimetilentrinitramina) y se caracterizaron por el área superficial BET junto con otras técnicas, confirmando que las partículas ultrafinas tenían un área superficial aumentada y diferente sensibilidad en comparación con el material de grado estándar.
Por ejemplo, el BELSORP-Max puede medir múltiples muestras simultáneamente en un rango de presiones para determinar no solo el área superficial a través de BET multipunto sino también el volumen de mesoporos a través del método BJH, que podría aplicarse para cuantificar el volumen de poros en polvos propulsores o partículas catalíticas utilizadas en formulaciones propulsoras.
¿Interesado?
El TGA es una técnica valiosa en la investigación de materiales de defensa. Con esta técnica es posible determinar la estabilidad térmica de los compuestos energéticos (asegurando que un explosivo o propulsor no se descompondrá o perderá masa por debajo de su temperatura de funcionamiento prevista), medir el contenido de aglutinantes o volátiles en los compuestos, o cuantificar el contenido de humedad en los polvos (crítico para los polvos que deben permanecer secos para mantenerse estables).
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¿Qué tan fino es el primer suelo lunar que tuvimos? McKay y sus colegas disparan un analizador de difracción láser Microtrac en la muestra 10084 del Apolo 11, capturando granos submicrométricos que los tamices de la vieja escuela se perdieron por completo.
Cooper et al. activan el difractómetro láser Microtrac en el suelo del Apolo 11 para contar granos lo suficientemente pequeños como para alcanzar los alvéolos de un astronauta.
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Con equipos especializados de expertos repartidos por todo el mundo, estamos a su disposición en cualquier momento y en cualquier lugar.
Para prestarle un servicio de alta calidad, Verder Scientific cuenta con una amplia red de filiales y puntos de venta locales. Nos complace ofrecerle demostraciones de productos, asistencia en aplicaciones y servicios integrales.
