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Optimizando las características de combustión de compuestos de perclorato de amonio con celulosa carboximetilada mejorada con níquel

Autores: Nurguzhin, Marat; Janikeyev, Marat; Omarbayev, Myrzakhan; Yermakhanova, Azira; Meiirbekov, Mohammed; Zhumakhanov, Miras; Lesbayev, Aidos; Yerezhep, Darkhan; Atamanov, Meiram; Tulepov, Marat; Beksultan, Zhansaya

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Optimizando las características de combustión de compuestos de perclorato de amonio con celulosa carboximetilada mejorada con níquel


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Dopaje de níquel
Análisis térmico
Propiedades de combustión
SEM-EDS
Espectroscopía FTIR
Tasa de combustión

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 32

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este estudio investiga el impacto del dopaje de níquel en las propiedades térmicas y de combustión de los compuestos de perclorato de amonio/celulosa carboximetilada (AP/CMC). A través de análisis exhaustivos de SEM-EDS, FTIR, XRD, DSC, TGA y tasa de combustión, se observaron mejoras significativas en las características estructurales y funcionales del compuesto AP/CMC-Ni en comparación con las de AP puro y los compuestos AP/CMC. El análisis de SEM-EDS reveló que la incorporación de níquel resultó en fibras de CMC más gruesas e irregulares, lo que indica cambios morfológicos sustanciales. La espectroscopia FTIR mostró desplazamientos en las bandas de estiramiento O-H y C=O, señalando interacciones entre los iones de níquel y los grupos funcionales de CMC. Los patrones de XRD destacaron una disminución en la cristalinidad y la presencia de fases de NiO, confirmando la integración exitosa del níquel en la matriz de CMC. El análisis térmico demostró que el dopaje de níquel redujo significativamente la temperatura de descomposición del compuesto AP/CMC, como lo evidenció el DSC, y mejora el proceso de degradación térmica, como se mostró en el TGA. El compuesto AP/CMC-Ni exhibió una tasa de combustión más alta en todas las presiones probadas, destacando el efecto catalítico del níquel en la mejora de la eficiencia de combustión. La tasa de combustión para AP/CMC sigue la expresión de ley de potencia con constantes a = 2.34 y n = 0.499, mientras que para AP/CMC-Ni, las constantes son a = 3.35 y n = 0.475. Este estudio resalta el papel esencial del dopaje de níquel en facilitar la descomposición de AP dentro del compuesto AP/CMC. Al reducir la temperatura de descomposición, el níquel mejora el proceso de combustión en general, haciendo que el compuesto AP/CMC-Ni sea más eficiente para aplicaciones que requieren descomposición térmica controlada. Estos hallazgos proporcionan valiosas ideas para el diseño y desarrollo de materiales compuestos de alto rendimiento en aplicaciones industriales avanzadas.

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