Os avanços nos sectores do espaço e da defesa dependem da investigação de ponta em metais, ligas e materiais avançados.
Dos componentes aeroespaciais às estruturas de elevado desempenho para ambientes críticos, o sucesso depende da engenharia de precisão e de normas de qualidade rigorosas. As nossas tecnologias apoiam estas indústrias com caraterização de partículas, análise elementar, processamento térmico, testes mecânicos e preparação de amostras - impulsionando a inovação e a fiabilidade na ciência dos materiais para aplicações espaciais e de defesa.
Nossa equipe especializada e profissional irá apoiá-lo na busca pela solução perfeita!
Os motores de foguetes modernos são agora fabricados por rotina utilizando técnicas avançadas de impressão 3D, permitindo uma estabilidade estrutural óptima, peso reduzido e
canais de arrefecimento integrados que anteriormente eram impossíveis de produzir com métodos convencionais. Este avanço no fabrico de aditivos transformou a produção de componentes complexos, tais como peças de mísseis e elementos de motores de aeronaves, em que o desempenho e a fiabilidade são fundamentais.
Nestas aplicações, os pós metálicos - especialmente o titânio e o aço - desempenham um papel fundamental. Para processos como a impressão 3D ou o revestimento por pulverização térmica, os pós devem apresentar distribuições de tamanho de partículas rigorosamente controladas para garantir um processamento consistente e fiável. Geralmente, as partículas esféricas dentro de uma gama estreita de tamanhos são preferidas, uma vez que fluem mais facilmente e podem ser depositadas de forma mais uniforme. No entanto, se a gama de tamanhos for demasiado estreita, a densidade de empacotamento diminui, levando potencialmente a vazios e inomogeneidades no componente final.
A MicroTrac oferece um portfólio abrangente de tecnologias para analisar o tamanho e a forma das partículas, incluindo métodos de dispersão secos e húmidos. Os seus sistemas são concebidos para satisfazer as exigências rigorosas do fabrico aeroespacial e de defesa. Nesta nota de aplicação, a Microtrac demonstra como a Análise Dinâmica de Imagem (DIA) - conforme implementada no CAMSIZER X2 - fornece uma visão profunda da qualidade do pó. Ao contrário da peneiração tradicional, o DIA pode detetar até 0,005% de partículas sobredimensionadas, assegurando que apenas os pós que cumprem os mais elevados padrões são utilizados na produção.
Controle de qualidade para o processo de pó metálico e metalurgia do pó com base no tamanho e morfologia das partículas com difração de laser
Caracterização avançada de partículas de pós metálicos - especialmente para fabricação aditiva e metalurgia do pó - destacando a necessidade de pós esféricos e de ampla distribuição de tamanho para garantir a fluidez ideal, densidade de empacotamento e integridade da peça final.
O instrumento SYNC integra de forma única a difração laser com análise de imagem dinâmica para detetar tanto o tamanho como a forma - incluindo aglomerados, satélites e partículas de tamanho excessivo - numa única execução automatizada.
A análise da área de superfície de pós metálicos é crucial em aplicações de defesa e segurança, onde o desempenho do material em condições extremas é fundamental. A área de superfície específica influencia propriedades como a reatividade, o comportamento de sinterização e a resistência mecânica, que são vitais para componentes como armaduras, sistemas de propulsão e peças de fabrico aditivo.
A série BELSORP da Microtrac, incluindo o BELSORP MAX X, MAX G e MINI X, oferece capacidades avançadas para medições precisas da área de superfície e da distribuição do tamanho dos poros. Estes instrumentos utilizam técnicas de adsorção de gás, aderindo a normas como ASTM B922 e ISO 9277, assegurando resultados fiáveis e reprodutíveis.
Veja a lista de conformidade com as normas do produto Microtrac:
O BELSORP MAX X destaca-se pela sua capacidade de analisar até quatro amostras simultaneamente, cobrindo uma vasta gama de pressões e temperaturas. Suporta vários adsorventes, permitindo uma caraterização abrangente dos materiais. O BELSORP MAX G, com a sua capacidade de medição de pressão ultra baixa, é ideal para avaliar materiais micro, meso e macroporosos.
A medição exacta da densidade de ligas de pó metálico é crítica em aplicações de defesa e segurança, onde o desempenho do material e a integridade estrutural são fundamentais. A série Microtrac BELPYCNO oferece uma determinação precisa da densidade real e esquelética utilizando métodos de deslocamento de gás, normalmente com hélio.
Estes instrumentos são essenciais para a avaliação de pós metálicos utilizados no fabrico de aditivos, sinterização e componentes balísticos. Compreender a verdadeira densidade ajuda a detetar a porosidade, a avaliar a qualidade do pó e a garantir a consistência em componentes como o revestimento de armaduras, peças de mísseis e estruturas aeroespaciais.
Os picnómetros de gás da MicroTrac cumprem as normas internacionais, incluindo a ASTM B923 para a densidade esquelética de pós metálicos e a ISO 12154 para a picnometria de gás. Estas normas garantem que as medições cumprem os requisitos rigorosos das especificações dos materiais de defesa.
Ou esta relacionada com a Medição da densidade de materiais de moldagem aditiva para impressoras 3d através do método de deslocação de gás:
Equipamentos de defesa depende de metais de alta qualidade - desde chapas de blindagem de aço e canos de armas até peças de titânio para estruturas e motores de aviões. As propriedades mecânicas (resistência, dureza, tenacidade) destes metais são diretamente influenciadas pelo seu teor de carbono, enxofre e outros elementos. Por exemplo, o carbono e o enxofre influenciam substancialmente a dureza e a trabalhabilidade dos aços e do titânio.
O analisador ELEMENTRAC CS-i utiliza um poderoso forno de indução (atmosfera de oxigénio >2000 °C) com deteção de infravermelhos para quantificar com precisão o carbono e o enxofre em amostras de metal.
Testes precisos de oxigénio e hidrogénio em diferentes ligas. Especialmente a determinação do oxigénio no titânio é uma das análises mais comuns para componentes críticos de voo.
Da mesma forma, o conteúdo de oxigénio, azoto e hidrogénio nos metais é crítico - o excesso de oxigénio ou azoto pode fragilizar o titânio e o aço, e o hidrogénio pode causar fissuras perigosas (fragilização por hidrogénio) em ligas de alta resistência.
Os analisadores de fusão de gás inerte da Eltra (como a série ONH) medem estes elementos leves a níveis de ppm. O ELEMENTRAC ONH-p pode determinar O, N, H em metais ou mesmo em cerâmicas com um forno de impulso até 3000 °C. Esta capacidade é utilizada, por exemplo, para certificar titânio de qualidade aeronáutica ou para garantir que um lote de aço especial para o casco de um submarino não tem excesso de hidrogénio que possa comprometer a integridade.
A análise materialográfica de pós metálicos é essencial nos setores da defesa e da segurança, garantindo a confiabilidade e o desempenho dos componentes produzidos através da metalurgia dos pós e da fabricação aditiva. A QATM fornece soluções abrangentes para a preparação e análise metalográfica, facilitando o exame detalhado das microestruturas críticas para aplicações militares.
ASTM: Preparação de amostras metalográficas e materialográficas, microscopia ótica, análise de imagens e ensaios de dureza é um dos primeiros documentos de referência nesta área.
O processo de preparação começa com um corte preciso, muitas vezes utilizando cortadores de precisão equipados com lâminas finas de CBN, para obter amostras representativas.
As extensas notas de aplicação e a base de dados de métodos de preparação do QATM oferecem protocolos detalhados adaptados a materiais e processos específicos, apoiando o desenvolvimento e a garantia de qualidade de componentes relacionados com a defesa.
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.
As especificações militares para os metais incluem frequentemente tratamentos térmicos (endurecimento, têmpera, recozimento) para atingir as propriedades mecânicas exigidas. Os fornos de carbolite podem ser fornecidos para cumprir as normas de tratamento térmico aeroespacial, como a AMS2750 (NADCAP), e são utilizados em linhas de produção de defesa e laboratórios de I&D.
Por exemplo, uma lâmina de turbina de motor a jato feita de uma superliga de níquel tem de ser submetida a ciclos precisos de alta temperatura numa atmosfera controlada para desenvolver a estrutura cristalina adequada. Os fornos de câmara e de vácuo da Carbolite fornecem as temperaturas elevadas uniformes e o controle preciso necessários para estes processos, com a garantia de conformidade com as normas e rastreabilidade da calibração.
Com os moinhos de bolas de alta energia, os investigadores podem efetuar ligas mecânicas, um processo em que pós de diferentes metais são moídos em conjunto para criar novas ligas ou materiais nano-estruturados.
Os investigadores da área da defesa que exploram novas ligas leves ou fases metaestáveis (para materiais de blindagem ou reactivos) utilizam estes moinhos para produzir pequenos lotes de material que não podem ser produzidos por fusão.
Na nossa nota de aplicação: Soluções para a preparação de amostras na indústria aeroespacial é possível explorar profundamente as soluções fornecidas pela Retsch.
Um exemplo pode ser o desenvolvimento de uma nova liga de alumínio infundida com nanopartículas de cerâmica para melhorar a blindagem. Os pós podem ser moídos intensivamente para incorporar a cerâmica na matriz metálica. Este método tem sido importante na criação de superligas e pós compostos para aplicações de defesa (como ligas de armazenamento de hidrogénio para submarinos ou novos materiais magnéticos para sensores).
As cerâmicas de elevado desempenho (por exemplo, carboneto de boro para placas de blindagem ou cerâmicas de óxido para componentes de motores) e os compósitos de carbono/carbono dependem de pós finos ou precursores no seu fabrico. Os compósitos de carbono-carbono são materiais avançados compostos por fibras de carbono incorporadas numa matriz de carbono, conhecidos pela sua força excecional, estabilidade térmica e resistência a ambientes extremos.
O Inconel 718 é uma liga de níquel-crómio de alto desempenho que se tornou um material crítico nas indústrias aeroespacial e de defesa devido às suas excepcionais propriedades mecânicas e resistência a ambientes extremos. Esta liga é conhecida pela sua excelente resistência à rutura por fluência a temperaturas até 1300°F, o que a torna ideal para aplicações de alta tensão, como motores a jato, motores de foguetes e turbinas a gás.
Na indústria aeroespacial, o Inconel 718 é amplamente utilizado no fabrico de peças de fuselagem de alta velocidade, incluindo rodas, baldes, espaçadores e parafusos e fixadores de alta temperatura. A sua capacidade de manter a integridade estrutural e resistir à oxidação e à corrosão sob altas temperaturas garante a fiabilidade e a longevidade dos componentes aeroespaciais.
O grupo Verder pode fornecer diferentes soluções na produção e controle do Inconel 718:
A dureza é uma propriedade fundamental para os materiais militares, uma vez que está diretamente relacionada com a força, a resistência ao desgaste e, no caso da armadura, pode ser um indicador-chave do desempenho balístico. A dureza dos materiais é fundamental para o desempenho, a durabilidade e a fiabilidade das armas militares.
A QATM oferece uma gama abrangente de soluções de ensaio de dureza, cobrindo todos os métodos padrão - Vickers, Brinell, Rockwell e Knoop - desde o ensaio de microdureza para revestimentos finos e microestruturas finas até ao ensaio de macrodureza de metais a granel. Num laboratório de garantia de qualidade de defesa, um aparelho de teste de dureza QATM pode ser utilizado rotineiramente para verificações de dureza Rockwell em cada lote de chapa de aço para blindagem, assegurando que foi devidamente temperado e revenido.
Estes testes são essenciais para verificar se os materiais cumprem as rigorosas especificações militares, que muitas vezes fazem referência a normas como a ASTM E18 para Rockwell ou a ASTM E384 para testes de dureza Vickers. Os instrumentos de alta precisão da QATM incluem frequentemente estágios de amostra automatizados e capacidades avançadas de imagem, permitindo testes eficientes e precisos em vários pontos de uma amostra.
O teste de impacto balístico também é feito com o Q10A+ Micro Hardness Tester.
Os fornos avançados da Carbolite - incluindo fornos tubulares e fornos de elementos de grafite - desempenham um papel vital na fabricação e teste de materiais de ponta, tais como cerâmicas técnicas e compósitos carbono-carbono (C/C), que são amplamente utilizados no setor da defesa. A produção de compósitos C/C envolve o aquecimento gradual de componentes de fibra de carbono impregnados de polímero numa atmosfera inerte para carbonizar a resina - um processo conhecido como pirólise - frequentemente seguido de grafitização a temperaturas ainda mais elevadas para melhorar as propriedades do material. A Carbolite fornece fornos especializados concebidos para a investigação e o desenvolvimento de fibras de carbono e de compósitos de carbono, incluindo fornos de debinding (que funcionam a cerca de 800 °C para remover aglutinantes) e fornos de alta temperatura para carbonização e grafitização, capazes de atingir aproximadamente 2500-3000 °C.
Por exemplo, na Universidade da Virgínia, um forno Carbolite de alta temperatura (modelo LHTG 200-300) é utilizado para fabricar cerâmicas a partir de materiais poliméricos pré-cerâmicos, facilitando a transformação de polímeros em componentes cerâmicos sob uma atmosfera inerte a temperaturas até 3000 °C.
Estas capacidades são diretamente relevantes para pesquisa da defesa, apoiando o desenvolvimento de materiais como matrizes cerâmicas de carboneto de silício ou outros compósitos de temperatura ultra-alta para aplicações como as superfícies de veículos hipersónicos.
O processo de preparação da amostra é muito importante para garantir resultados bons e confiáveis. A utilização do sistema de moagem correto é essencial para obter os resultados certos, e podemos dividir a necessidade:
A determinação de carbono e a análise termogravimétrica são importantes para compósitos carbono-carbono e polímeros reforçados com fibra de carbono (CFRPs), pois ajudam a determinar o rendimento de carbono residual e o teor de resina residual — parâmetros críticos para controle de qualidade e avaliação de desempenho.
A medição do oxigênio total em pós de alumínio ou cerâmica fornece um indicador indireto de quanto a oxidação superficial ocorreu: em pós onde o oxigênio está presente principalmente na película superficial, um nível mais alto de oxigênio geralmente corresponde a uma camada de óxido mais espessa, que, por sua vez, governa a reatividade, a sinterização e as propriedades finais. Consequentemente, a análise rotineira de oxigênio — complementada por técnicas específicas de superfície — é prática padrão para o controle de qualidade no processamento de pós para aplicações aeroespaciais e de defesa.
Ambos os tipos de análises são práticas padrão na ciência dos materiais para assegurar as propriedades e o desempenho desejados em materiais avançados, especialmente em aplicações aeroespaciais e de defesa.
A versatilidade da ELTRA permite a análise de pós, fibras e peças acabadas. Os analisadores ELTRA (como as séries ELEMENTRAC ONH e CS) utilizam fornos de resistência ou indução que atingem temperaturas muito altas (até 3000 °C), garantindo a decomposição completa mesmo de materiais altamente estáveis, como compósitos C/C ou cerâmicas. Isso permite a determinação precisa de carbono, oxigênio e outros elementos leves. Além disso, o hardware da ELTRA é projetado para minimizar a contaminação cruzada entre análises, graças a sistemas automáticos de limpeza e câmaras de combustão de fácil lavagem.
O tamanho e a forma das partículas de pós cerâmicos ou de compósitos de carbono são úteis para prever o comportamento de sinterização e a microestrutura final.
Existem desafios específicos na realização da análise de tamanho de partículas em materiais como cerâmicas avançadas e compósitos carbono-carbono, principalmente devido às suas propriedades físicas e estruturais únicas. Cerâmicas e compósitos à base de carbono tendem a se aglomerar devido a forças de van der Waals ou cargas de superfície.
Isso pode dificultar a obtenção de uma distribuição de tamanho de partículas precisa e representativa sem uma dispersão adequada. Com o uso de instrumentos de análise de imagem dinâmica/difração a laser, como o Microtrac CAMSIZER X2 e o Microtrac SYNC, é possível diferenciar partículas primárias de aglomerados.
Esses materiais frequentemente possuem formas de partículas não esféricas, o que pode afetar os resultados de instrumentos que assumem modelos esféricos. Utilize analisadores que forneçam dados de tamanho e forma, como os baseados em análise de imagem.
Para os compósitos C/C (carbono reforçado com fibra de carbono, usado em pontas de nariz de mísseis, bicos de foguetes, discos de freio de aeronaves devido à sua capacidade de suportar calor extremo), a porosidade é um parâmetro crítico. Estes compósitos são fabricados através da infiltração de uma pré-forma de fibra de carbono com resina ou breu e carbonização, frequentemente repetida para densificar. O material final contém ainda, normalmente, alguma porosidade residual. O tamanho desses poros (microporosidade dentro da matriz de carbono versus espaços vazios maiores) pode afetar a resistência mecânica e a resistência à ablação do compósito.
A caraterização da distribuição do tamanho dos poros num compósito C/C pode ser feita através da adsorção de gás para microporos e mesoporos e da intrusão de mercúrio para poros maiores.
Por exemplo, o carvão ativado é utilizado em filtros de máscaras de gás e em sistemas de proteção colectiva para adsorver agentes de guerra química. A eficácia destes carbonos está diretamente relacionada com a sua área de superfície e estrutura de poros. Uma elevada área de superfície (1000+ m²/g) com tamanhos de poros adequados (micro e mesoporos) permite-lhes capturar moléculas tóxicas de forma eficaz.
Os BELSORP são normalmente utilizados para caraterizar estes materiais: medem isotérmicas de adsorção de azoto a 77 K para calcular a área de superfície BET e aplicam métodos DFT para determinar a distribuição do tamanho dos poros. Um exemplo é um estudo sobre fibras de carbono activadas destinadas a absorver um simulador de gás mostarda (2-CEES).
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No setor espacial e da defesa, é essencial manter os mais elevados padrões de qualidade e desempenho. As equipes de investigação e desenvolvimento (I&D), bem como os departamentos de controle de qualidade (CQ), dependem de técnicas analíticas avançadas para garantir que os materiais e componentes cumprem especificações rigorosas. O Grupo Verder oferece um conjunto abrangente de instrumentos que apoiam esses processos críticos, incluindo ferramentas para análise elementar, tratamento térmico, caraterização de partículas, materialografia e testes de dureza e fresagem e peneiramento.
O método Dumas envolve a combustão a alta temperatura de uma amostra num ambiente rico em oxigénio, convertendo os elementos nas suas formas gasosas (por exemplo, C em CO2, N em N2). Estes gases são depois passados por filtros e por um detetor de condutividade térmica (TCD) para o azoto e por células de infravermelhos para a determinação do dióxido de carbono. Esta determinação é importante em propulsores para determinar a composição de materiais energéticos como a nitrocelulose, em que o teor de azoto está diretamente relacionado com o potencial energético e a estabilidade. O estudo do carbono e do azoto assegura a consistência dos lotes de pólvora e propulsores, verificando as relações esperadas de carbono/nitrogénio. Além disso, o conteúdo C/N é utilizado para apoiar a identificação forense/militar e a análise do envelhecimento de materiais.
No setor da defesa, onde são utilizadas ligas de alto desempenho como os aços para blindagem, ligas leves aeroespaciais e materiais de artilharia, a metalografia desempenha um papel crucial tanto no desenvolvimento de novos materiais como no controlo de qualidade dos componentes fabricados.
O objetivo é identificar as caraterísticas microestruturais que afectam diretamente as propriedades mecânicas e o comportamento em serviço do componente.
O processo metalográfico envolve a extração de um espécime do material de interesse, a sua montagem em resina para facilitar o manuseamento e o seu polimento meticuloso até obter um acabamento espelhado. A superfície polida é então gravada quimicamente com um reagente adequado (ácido ou solução específica) para revelar os limites de grão e as distinções de fase.
A amostra preparada é subsequentemente examinada num microscópio metalúrgico ótico com várias ampliações (normalmente 50x, 100x, 500x ou 1000x) utilizando luz reflectida.
A avaliação microestrutural pode ser qualitativa (por exemplo, "estrutura martensítica temperada com carbonetos dispersos") ou quantitativa, utilizando software de análise de imagem. As avaliações quantitativas podem incluir:
Muitos materiais utilizados no sector da defesa encontram-se sob a forma de pós ou sólidos porosos (por exemplo, explosivos granulados, propulsores sólidos compostos, catalisadores de foguetões e adsorventes para máscaras de gás).
Uma propriedade fundamental destes materiais é a sua área de superfície específica. Esta propriedade é normalmente medida em m2/g utilizando técnicas de adsorção de gás a temperaturas criogênicas, normalmente através da aplicação do método BET (Brunauer-Emmett-Teller). A partir da isotérmica de adsorção resultante, o modelo BET calcula a área de superfície total necessária para explicar a quantidade observada de gás adsorvido.
A área de superfície específica de um pó explosivo tem uma influência direta no seu comportamento. Em geral, uma maior área de superfície (partículas mais finas ou mais porosas) conduz a uma maior reatividade. Por exemplo, nos propulsores sólidos, a taxa de combustão está intimamente ligada à área de superfície disponível do grão de propulsor exposto à combustão. Por conseguinte, na conceção de balas, tanto a distribuição do tamanho das partículas como a área de superfície devem ser cuidadosamente optimizadas para garantir uma combustão estável e segura.
No contexto do controlo de qualidade, a medição da área de superfície específica de um lote de pólvora ou explosivo permite verificar se esta se encontra dentro do intervalo desejado.
A estabilidade a longo prazo destes materiais também pode ser monitorizada: os pós podem agregar-se ou formar cristais maiores durante o armazenamento (reduzindo a área de superfície) ou, pelo contrário, fragmentar-se (aumentando-a). A adsorção de gás é, portanto, valiosa para detetar essas mudanças ao longo do tempo.
Além de calcular a área de superfície específica média (normalmente a partir da região linear da isoterma BET), as técnicas de adsorção de gás também fornecem informações sobre a porosidade do material. Utilizando métodos como o BJH (Barrett-Joyner-Halenda), é possível determinar a distribuição das dimensões internas dos poros.
Num contexto de I&D no sector da defesa, por exemplo, pode desenvolver-se um novo explosivo com uma microestrutura cristalina controlada contendo poros de dimensão nanométrica. O objetivo poderá ser reduzir a sensibilidade ao choque mecânico, mantendo uma área de superfície suficiente para garantir uma elevada velocidade de detonação. A análise BET seria crucial para validar a forma como os processos de cristalização afectam o produto final.
Para além da fábrica, o equipamento de tratamento térmico é utilizado para testar o comportamento do material sob ação do calor. Os fornos de incineração da Carbolite (por exemplo, utilizados para queimar o conteúdo orgânico a ~600-800 °C) podem determinar o conteúdo de cinzas dos compósitos ou a pureza de um propulsor através da incineração de amostras e da medição de resíduos.
Por exemplo, um fabricante de armaduras pode incinerar uma amostra de uma placa de compósito cerâmico para verificar a relação fibra vs. matriz (queimando o polímero e pesando as cinzas cerâmicas). Os fornos de alta temperatura também podem simular condições de serviço: um laboratório pode aquecer uma amostra de aço blindado ou de revestimento protetor para ver como oxida ou se degrada a temperaturas elevadas no campo de batalha.
Os fornos de tubos de carbonite com atmosferas controladas podem ser utilizados para efetuar testes de resistência à oxidação em revestimentos para componentes de motores navais ou para submeter componentes electrónicos a uma exposição prolongada a altas temperaturas como parte de testes de esforço.
As caraterísticas das partículas afetam diretamente o comportamento do material, como a taxa de combustão, a fluidez e a densidade de empacotamento. As aplicações mais comuns que são necessárias são:
A taxa de combustão e a estabilidade dos propulsores (como os propulsores de pistola de nitramina ou os combustíveis para foguetes) e dos explosivos de alta potência são altamente sensíveis à dimensão das partículas. De facto, as especificações militares dos EUA exigem a análise Microtrac de determinados propulsores para verificar se o material está dentro dos limites exigidos.
A distribuição granulométrica das partículas é a seguinte
| Distribution (percentile-weight %) | Microns | ||||
| 10% | 1.4+/-0.1 | ||||
| 50% | 4.2+/-0.3 | ||||
| 90% | 10.5+/-0.5 | ||||
| Mean | 5.2+/-0.5 | ||||
Nos propulsores (tais como propulsores sólidos compostos para foguetes ou propulsores para armas), a dimensão das partículas de ingredientes como oxidantes (por exemplo, perclorato de amónio) e combustíveis metálicos (por exemplo, pó de alumínio) deve ser cuidadosamente optimizada. As partículas finas contribuem para taxas de combustão mais elevadas, ao passo que as partículas grossas podem abrandar a combustão; uma distribuição bimodal é frequentemente utilizada para embalar a densidade e adaptar o perfil de combustão. Os estudos demonstraram que o aumento do tamanho das partículas do oxidante ou do combustível (diminuindo assim a área de superfície) pode reduzir a taxa de combustão de um propulsor porque há menos superfície disponível para a reação de combustão.
Os sistemas de análise de imagem e de difração laser da MicroTrac fornecem medições rápidas e precisas de explosivos granulares e pós oxidantes para garantir que cumprem as especificações do projeto.
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Embora os analisadores ópticos e a laser da Microtrac ofereçam uma classificação avançada das partículas, a análise por peneira continua a ser uma forma simples e em conformidade com as normas para medir as distribuições do tamanho das partículas, especialmente para o controlo de qualidade. A fábrica que produz pó de alumínio para propulsores de foguetões peneira o pó para garantir, por exemplo, que 90% passa 150 µm e é retido em 50 µm (uma especificação que garante caraterísticas de combustão adequadas).
O agitador Retsch pode efetuar esta medição de forma repetível. A análise por peneiração também é útil para avaliar os tamanhos das partículas de areia e solo para fortificações militares ou para testar se a poeira num ambiente desértico se enquadra em determinados intervalos de tamanho que podem afetar os filtros dos veículos.
A Retsch fornece diferentes soluções para garantir um melhor desempenho. Ler o relatório de aplicação:
| HMX Type | Size Range (µm) | Key Use | ||||
| Type A | 45–150 | Castable explosives | ||||
| Type B | 10-44 | Pressed compositions | ||||
| Ultrafine | <10 | Propellants, boosters | ||||
O explosivo de alto ponto de fusão (HMX) exige um controlo rigoroso do tamanho e da morfologia das partículas para otimizar as taxas de combustão, a densidade de empacotamento e a estabilidade polimórfica. Os métodos de cristalização - como a transformação assistida por ultra-sons e a precipitação supercrítica de CO2 - podem produzir partículas de HMX de menos de 5 µm a mais de 300 µm. As normas típicas (por exemplo, MIL-DTL-45444A) requerem distribuições de tamanho de partículas estreitas e aglomeração mínima.
O Microtrac SYNC combina difração laser e análise de imagem dinâmica num único sistema, identificando de forma única partículas finas, partículas sobredimensionadas, satélites e anomalias de forma - tudo crucial para a qualidade e segurança do HMX.
Para pirotecnia e propulsores, conhecer a área de superfície BET é útil para prever a rapidez com que um material pode inflamar ou a quantidade de aglutinante que pode ser necessária para revestir as partículas. Num estudo relacionado com a defesa, os explosivos ultrafinos RDX (ciclotrimetilenotrinitramina) foram sintetizados e caracterizados pela área de superfície BET juntamente com outras técnicas, confirmando que as partículas ultrafinas tinham uma área de superfície aumentada e uma sensibilidade diferente em comparação com o material de qualidade padrão.
Por exemplo, o BELSORP-Max pode medir várias amostras simultaneamente numa gama de pressões para determinar não só a área de superfície através de BET multiponto, mas também o volume de mesoporos através do método BJH, que pode ser aplicado para quantificar o volume de poros em pós de propulsores ou partículas de catalisador utilizadas em formulações de propulsores.
Interessado?
A TGA é uma técnica valiosa na investigação de materiais de defesa. Com esta técnica é possível determinar a estabilidade térmica de compostos energéticos (garantindo que um explosivo ou propulsor não se decompõe ou perde massa abaixo da temperatura de funcionamento prevista), medir o teor de ligantes ou voláteis em compósitos ou quantificar o teor de humidade em pós (crítico para pós que devem permanecer secos para se manterem estáveis).
Gostaria de saber mais?
Quão fino é o primeiro solo lunar que já seguramos? McKay e colegas disparam um analisador de difração laser Microtrac contra a amostra 10084 da Apollo 11, capturando grãos submicrométricos que as peneiras antigas deixaram passar completamente.
Cooper e colegas utilizam o difratómetro laser Microtrac no solo da Apollo 11 para contar grãos suficientemente pequenos para chegarem aos alvéolos de um astronauta.
Suspeitando que décadas de humidade terrestre poderiam triturar o solo "laranja" 74220 da Apollo 17 em grãos cada vez mais pequenos, a equipe de Taylor voltou a medí-lo - após repetidos ciclos de humidade-secagem - utilizando difractometria a laser (Microtrac).
Robens e co-autores combinam experiências de adsorção com espectros de tamanho de grão de um difratómetro laser Microtrac Bluewave para relacionar a rugosidade nanoscópica com a absorção de água e hidrocarbonetos em solos Apollo 11, 12 & 16.
Com equipes dedicadas de especialistas em todo o mundo, estamos à sua disposição – a qualquer hora, em qualquer lugar.
Para oferecer um serviço de alta qualidade, a Verder Scientific opera uma ampla rede de subsidiárias e escritórios de vendas locais. Estamos ansiosos para fornecer demonstrações de produtos, suporte a aplicativos, bem como serviços abrangentes
