Effects of binder properties, oxidizer (AP) particle size distribution, and carbon additives on the performance of HTPB-based composite propellants
HTPB bazlı kompozit yakıtların performansı üzerine bağlayıcı özelliklerinin, oksitleyici (AP) parçacık boyutu dağılımının ve karbon katkılarının etkileri
- Tez No: 1011112
- Danışmanlar: PROF. DR. NECATİ ÖZKAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüz uzay ve savunma uygulamalarında temel enerji kaynağı olan HTPB bazlı kompozit katı yakıtların yapı–özellik–performans ilişkileri bu tez kapsamında sistematik olarak incelenmiştir. Bağlayıcı özellikleri, kür davranışı ve katı bileşenlerin reolojik, mekanik ve balistik performansa etkileri değerlendirilmiş; HTPB'nin hidroksil fonksiyonelliğinin ağ yapısını belirleyen temel parametre olduğu ve viskoelastik, mekanik özellikler ile basınç üssünü doğrudan etkilediği gösterilmiştir. HTPB–IPDI sisteminde kimyasal kür ile mekanik ağ gelişimi arasında belirgin bir ayrışma olduğu ortaya konmuştur. Karbon katkıları incelendiğinde karbon siyahının viskozite ve mekanik dayanımı artırdığı ancak işlenebilirliği olumsuz etkilediği, grafitin ise daha iyi akış davranışı ve yapısal bütünlük sağladığı görülmüş; ultrasonik BYK kaplama yöntemi ile dispersiyon iyileştirilmiştir. Ayrıca amonyum perklorat parçacık boyutu dağılımının reoloji, yapısal bütünlük ve yanma davranışı üzerinde belirleyici olduğu gösterilmiş ve böylece malzeme özellikleri, işlenebilirlik ve performans arasındaki ilişkiyi ortaya koyan bir optimizasyon çerçevesi sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
Composite solid propellants based on hydroxyl-terminated polybutadiene (HTPB), which remain the primary energy source for modern space and defense applications, were systematically investigated in this thesis in terms of structure–property–performance relationships. The effects of binder characteristics, curing behavior, and solid constituents on rheological, mechanical, and ballistic performance were evaluated, demonstrating that the hydroxyl functionality of HTPB is the dominant parameter governing network structure and directly influencing viscoelastic behavior, mechanical properties, and pressure exponent. In the HTPB–IPDI system, a clear decoupling between chemical curing and mechanical network development was identified. Regarding carbon additives, carbon black increased viscosity and mechanical strength due to its high surface area but reduced processability, while graphite provided improved flow behavior and structural integrity; dispersion was further enhanced using an ultrasonic BYK coating approach. Additionally, ammonium perchlorate particle size distribution was shown to play a critical role in determining rheology, structural integrity, and burning behavior. Overall, this study establishes a comprehensive framework linking material properties, processability, and performance for the optimization of composite solid propellant formulations.
Benzer Tezler
- Metal infiltre edilmiş mikro poroz karbon kompozitlerin aşınma ve sürtünme davranışının karakterizasyonu
Başlık çevirisi yok
GÜLTEKİN GÖLLER
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
- Cam ve plastik seraların sonbahar domates üretimi yönünden karşılaştırılması
Başlık çevirisi yok
ERGUN DURAN
- Doğuştan kalça çıkıklı hastalarda kalça patolojilerinin bilgisayarlı tomografi ile değerlendirilmesi
Başlık çevirisi yok
NECDET ŞÜKRÜ ALTUN
