並列タイトル等Thermal decomposition mechanism and decomposition kinetics of ammonium dinitramide
タイトル（掲載誌）宇宙航空研究開発機構研究開発報告: 高エネルギー物質研究会: 平成23年度研究成果研究成果報告書 = JAXA Research and Development Report: Collaborative Research Activity on Energetic Materials Research Report FY2011
一般注記新規高エネルギー酸化剤アンモニウムジニトラミド(ADN)の熱安定性について知見を得るため，熱分析および熱分解生成ガス分析を行い，ADNの熱分解機構，熱分解速度，経時変化がADNの熱分解に与える影響について検討した．
ADNの熱分解生成ガス分析の結果，ADNの熱分解機構は温度によって異なり，3つのステージを有することが観測された．低温側ではADN の解離により生じたHN(NO2)2の一部が分解することが示された．高温側では低温側とは異なる機構でのHN(NO2)2の分解およびHN(NO2)2の分解生成物の分解が進行することが考えられた．
密封セル示差走査熱量測定(SC-DSC)昇温試験および高感度熱量計(TAM)による等温試験より，ADN 分解の速度論解析および寿命予測を行った．DSC 昇温試験と比較して，TAM等温試験より得られた活性化エネルギーが低く，実貯蔵試料の分解量と近い値をとった．ADNのように温度によって分解機構が変化する物質については昇温試験では正確な寿命予測ができない可能性があることが示された．
ADNに経時変化生成物である硝酸アンモニウム(AN)を混合した試料のTG-DTA-MSの結果，ADN単体では観測された低温側での発熱およびガス生成が観測されなかった．ANの解離により生じたHNO3が系の酸強度を低下させることにより，HN(NO2)2の分解が抑制されることが考えられた．
To get better information about thermal stability of ammonium dinitramide (ADN), this study discussed about thermal decomposition mechanism, decomposition kinetics, and influence of aging on thermal decomposition of ADN using thermal analyses and evolved gas analyses.
From the results of evolved gas analyses about ADN, it was found that thermal decomposition of ADN has three stages depending on temperature. The reaction at low temperature side was the decomposition of a part of dinitramic acid from ADN dissociation. At high temperature side, 2 stages of reaction with gas generation were occurred. First reaction is thought to be decomposition of dinitramic acid. The reaction mode is different from that at low temperature side. Second one is thought to be the reaction of decomposition products of ADN.
Kinetic analyses of ADN decomposition and lifetime prediction were carried out using the results of SC-DSC scanning tests and TAM isothermal tests. The results of kinetic analysis from TAM tests showed lower activation energy, and closer decomposition amount to real time storage than that from SC-DSC scanning tests. Non-isothermal tests may not be able to precisely predict the lifetime of materials whose decomposition mechanism changes with temperature, such as ADN.
From the results of evolved gas analyses about ADN and AN (aging product of ADN) mixture, the exotherm and gas generation at low temperature side could not be observed. Nitric acid from AN dissociation is weaker acid than dinitramic acid. Thus, HN(NO2)2 decomposition at low temperature side was inhibited when acid level in the system was reduced.
形態: カラー図版あり
Physical characteristics: Original contains color illustrations
資料番号: AA0065204002
レポート番号: JAXA-RR-11-005
連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
提供元機関・データベース宇宙航空研究開発機構 : 宇宙航空研究開発機構リポジトリ