Energetic Materials - Processing and Characterization of Particles

Durch spezielle Eigenschaften partikulärer Komponenten können Produkteigenschaften von energetischen Materialien, wie die Empfindlichkeit, das Abbrandverhalten, das thermische und mechanische Verhalten oder die Stabilität gezielt beeinflusst und variiert werden. Dieses Buch befasst sich mit der Partikeltechnologie energetischer Materialien, wie Treib- und Explosivstoffe, und füllt somit eine bestehende Lücke auf diesem Gebiet.
Nach einer Einführung in das Themengebiet Energetische Materialien werden im ersten Teil Verfahren zur Herstellung partikulärer energetischer Materialien beschrieben: Zerkleinerung, Kristallisation, Zerstäubungstechnik, die Herstellung von Partikeln unter Anwendung überkritischer Fluide sowie Verfahren zur Mikroverkapselung von Partikeln, Agglomerationsphänomene, Besonderheiten beim Mischen von Explosivstoffpartikeln und die Herstellung von Nanopartikeln. Im zweiten werden Techniken und Methoden zur Größenanalyse, zur Morphologieaufklärung sowie der Ermittlung der chemischen und thermischen Eigenschaften vorgestellt. Die Benetzbarkeit von Pulvern und das rheologische Verhalten von Suspensionen und Festkörpern sind ebenfalls Bestandteil des Inhalts. Weiterhin werden Methoden zur Ermittlung der Leistungsfähigkeit partikulärer energetischer Materialien beschrieben.
 
Jedes Kapitel behandelt sowohl die Grundlagen, als auch die Anwendungsmöglichkeiten des jeweiligen Verfahrens mit besonderem Hinblick auf partikuläre, energetische Materialien. Damit ist das Buch gleichermaßen für Chemiker, Physiker, Materialwissenschaftler, Chemieingenieure und Verfahrenstechniker sowie Beschäftigte aus dem Bereich der Partikeltechnologie und der Wehrtechnik von Interesse.

List of contents

NEW ENERGETIC MATERIALS
Introduction
Application Requirements
New Energetic Materials
Conclusion
SIZE REDUCTION
Fundamentals of Size Reduction
Size Reduction Processes
CRYSTALLIZATION
Fundamentals of Crystallization
Crystallization of Energetic Materials
Simulation
CRYSTALLIZATION WITH COMPRESSED GASES
Introduction
Rapid Expansion of Supercritical Solution
Supercritical Antisolvent Precipitation
Precipitation of Energetic Materials by Supercritical Fluids
Conclusions and Perspectives
SIZE ENLARGEMENT
Agglomeration
Microencapsulation and Coating Processes
MIXING
Introduction
Theory
Type of Mixers
Mixing Time and Efficiency
Sequence of Addition of Ingredients
Scale Effects
Conclusions
NANOPARTICLES
Nano-structured Energetic Materials using Sol-Gel Chemistry
Detonation Synthesis of Ultrafine Diamond Particles from Explosives
ALEX Nanosize Aluminum for Energetic Applications
Pneumatic Production Methods for Powdered Energetic Materials
PARTICLE CHARACTERIZATION
Particle Size Analysis
Properties of Powders
MICROSTRUCTURE AND MORPHOLOGY
Introduction
Defects of Explosive Particles
Characterization of the Microstructure by X-ray Diffraction
Composite Explosives as Probed with Microscopy
THERMAL AND CHEMICAL ANALYSIS
Characterization of Energetic Materials by Thermal Analysis
Characterization of Energetic Materials by NMR Spectroscopy
Chemical Decomposition in Analysis of Shock Wave Synthesis Materials
Conclusion
WETTABILITY ANALYSIS
Introduction
Determination of Surface Energy
Surface Characterization using Chromatographic Techniques
RHEOLOGY
Stationary Shear Flow
Flow Behavior of Fluids
Non-stationary Shear Flow
Rheometers
Rheology of Suspensions
Gel Propellants
Rheology as a Development Tool for Injection Moldable Explosives
Computer Simulation of Rheological Behavior of Suspensions
Rheology of Solid Energetic Materials
Injection Loading Technology
PERFORMANCE OF ENERGETIC MATERIALS
Influence of Particle Size on Reactions of Energetic Materials
Defects of Explosive Particles and Sensitivity of Cast Formulations
A New, Small-scale Test for Characterizing Explosive Performance
Diagnostics of Shock Wave Processes in Energetic Materials
Diagnostics for the Combustion of Particle-containing Solid Fuels with Regard to Ramjet Relevant Conditions

About the author

Dr. Ulrich Teipel, geboren 1959, ist Verfahrenstechniker und bisheriger stellvertretender Leiter des Produktbereichs "Energetische Materialien", wechselte vom Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT in Pfinztal an die Georg-Simon-Ohm Fachhochschule Nürnberg, um dort den Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik, Partikeltechnologie und Fluidmechanik zu übernehmen. Die offizielle Berufung erfolgte durch den Rektor der FH Nürnberg, Professor Dr. Herbert Eichele im Auftrag des Bayerischen Staatsministers für Wissenschaft, Forschung und Kunst, Dr. Thomas Goppel. Nach seinem Maschinenbau-Studium an der RWTH Aachen setzte Ulrich Teipel seine wissenschaftliche Laufbahn 1991 im ICT mit Arbeiten zur mechanischen Verfahrenstechnik fort, promovierte extern an der Universität Bayreuth und wurde 1996 zum stellvertretenden Leiter der Abteilung "Energetische Materialien" des Fraunhofer ICT berufen. Er hat dort insbesondere die Partikeltechnologie ausgebaut und sich einen hervorragenden Ruf in der mechanischen Verfahrenstechnik erarbeitet, unter anderem auch durch die Begründung der ICT-Kongressreihe "Partikeltechnologie".

Summary

Durch spezielle Eigenschaften partikulärer Komponenten können Produkteigenschaften von energetischen Materialien, wie die Empfindlichkeit, das Abbrandverhalten, das thermische und mechanische Verhalten oder die Stabilität gezielt beeinflusst und variiert werden. Dieses Buch befasst sich mit der Partikeltechnologie energetischer Materialien, wie Treib- und Explosivstoffe, und füllt somit eine bestehende Lücke auf diesem Gebiet.
Nach einer Einführung in das Themengebiet Energetische Materialien werden im ersten Teil Verfahren zur Herstellung partikulärer energetischer Materialien beschrieben: Zerkleinerung, Kristallisation, Zerstäubungstechnik, die Herstellung von Partikeln unter Anwendung überkritischer Fluide sowie Verfahren zur Mikroverkapselung von Partikeln, Agglomerationsphänomene, Besonderheiten beim Mischen von Explosivstoffpartikeln und die Herstellung von Nanopartikeln. Im zweiten werden Techniken und Methoden zur Größenanalyse, zur Morphologieaufklärung sowie der Ermittlung der chemischen und thermischen Eigenschaften vorgestellt. Die Benetzbarkeit von Pulvern und das rheologische Verhalten von Suspensionen und Festkörpern sind ebenfalls Bestandteil des Inhalts. Weiterhin werden Methoden zur Ermittlung der Leistungsfähigkeit partikulärer energetischer Materialien beschrieben.

Jedes Kapitel behandelt sowohl die Grundlagen, als auch die Anwendungsmöglichkeiten des jeweiligen Verfahrens mit besonderem Hinblick auf partikuläre, energetische Materialien. Damit ist das Buch gleichermaßen für Chemiker, Physiker, Materialwissenschaftler, Chemieingenieure und Verfahrenstechniker sowie Beschäftigte aus dem Bereich der Partikeltechnologie und der Wehrtechnik von Interesse.

Additional text

'I think this is a very worthwhile project. There is definitely a requirement for a book of this type. I was impressed with the enthusiasm, knowledge and quality of the work of Dr. Teipel: I believe he is very highly qualified to be the editor of this book. It is a very timely subject matter for publication. The ICT has an excellent reputation as leaders in the field. I am sure this reputation and record of achievement will assure a very successful book'
(Dr. Atkins - Lawrence Livermore National Laboratory, The Energetic Materials Center, CA, USA)

'This is an important and growing area at present and yes there is a need for such a publication. Authors'/editor's standing: Very good'.
(Dr. Cumming - Defense Research Agency, Fort Halstead, UK)

'The concept seems to be very good and well built. The subject will be described by well-known specialists in the field. Editor as well as authors are respected people in the scientific community.'
(Professor Schmidt, Bergische Universität Wuppertal, Germany)

Report

"... richtet sich gleichermaßen an Chemiker, Chemieingenieure, Physiker und Materialwissenschaftler und ist ein "Muss" für jeden Forscher, der sich mit der Herstellung, Formulierung und Verarbeitung von energetischen Materialien befasst."
Angewandte Chemie
 
"Die Bandbreite der Verfahrenstechnik von vorwiegend einheitlichen Explosivstoffen wird dargestellt. Auf modernste Bereiche der Explosivstofftechnologie wird ausführlich eingegangen. Auch für Einsteiger auf dem Gebiet der Explosivstoffe hält das Buch eine Fülle von Informationen bereit."
CIT

Product details

• Authors: Ulrich Teipel
• Assisted by: U. Teipel (Editor), Ulric Teipel (Editor), Ulrich Teipel (Editor)
• Publisher: Wiley-VCH
• Languages: English, German
• Product format: Hardback
• Released: 01.01.2004
• EAN: 9783527302406
• ISBN: 978-3-527-30240-6
• No. of pages: 621
• Dimensions: 178 mm x 246 mm x 39 mm
• Weight: 1298 g
• Illustrations: 413 SW-Abb., 4 Farbabb., 70 Tabellen
• Subjects: Natural sciences, medicine, IT, technology > Chemistry; Chemie, Verfahrenstechnik, Physikalische Chemie, Sprengstoff, Chemische Technik, Explosionsschutz, chemistry, Chemical Engineering, Industrial Chemistry, chemische Verfahrenstechnik, Physical Chemistry, Allg. Chemische Verfahrenstechnik, Technische u. Industrielle Chemie, Explosivstoff, Sicherheitsingenieur