Analysis of Self-Propagating Intermetallic Reaction in Nanoscale Multilayers of Binary Metals

김경진

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김경진 (금오공과대학교)

저널정보: 대한금속·재료학회 Metals and Materials International Metals and Materials International Vol.23 No.2

발행연도: 2017.1

수록면: 326 - 335 (10page)

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Nanoscale multilayers of two different metals could exhibit super-fast intermetallic reaction wave that accompanieshigh level of exothermic heat release, while additional advantage is a very small ignition delay. They couldbe a promising candidate for the core technology in realizing micron-sized initiation device for explosivesdetonation or propellants ignition in various defense and civilian applications. This numerical investigationfocuses on the numerical modeling and computations of the ignition and self-propagating reaction behaviorsin nanoscale intermetallic multilayer structures made of alternating binary metal layers of boron and titanium. Due to thin film nature of metallic multilayers, intermetallic reaction propagation across the repeating bimetallicmultilayers is approximated to the one-dimensional transient model of thermal diffusion and atomic species diffusion,and the intermetallic reaction between two metal species is assumed to follow Arrhenius dependence ontemperature. The computational results show the details of ignition and propagation characteristics of intermetallicreaction wave by evaluating and discussing the effects of key parameters, such as multilayer thickness,excess of one metal species, and presence of atomic premixing at interface of boron and titanium layers, onignition delay and propagation speed of self-sustaining reaction wave.

참고문헌 (32)

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E. L. Dreizin / 2009 / Prog. Energ. Combust 35:141

R. W. Armstrong / 2003 / Nano Lett 3:253

R. A. Yetter / 2009 / P. Combust. Inst 32:1819

B. S. Bockmon / 2005 / J. Appl. Phys 98:064903

D. E. Wilson / 2003 / Proc. 39th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit

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