| Resumo : |
Dificuldades com o intercâmbio de produtos estratégicos voltados a aplicações de defesa têm movimentado o setor aeroespacial brasileiro a desenvolver pesquisas e tecnologias em busca de autossuficiência tecnológica. Nesse sentido, inovações na propulsão de foguetes são objeto de constante estudo pelas indústrias e institutos de pesquisa da área. Na propulsão de foguetes a base de propelente sólido compósito, a utilização do oxidante perclorato de amônio ainda é predominante e muitas pesquisas são conduzidas para melhorar as propriedades de combustão desse material. Para isso, o óxido de ferro é um importante aditivo utilizado como catalisador de queima e sua atuação é comumente associada à redução na temperatura de degradação do oxidante. Pesquisas ao longo dos anos comprovam que a redução no tamanho das partículas do catalisador aumenta sua atividade catalítica impactando, assim, em maior velocidade de queima do propelente. Com base nisso, o objetivo principal desse trabalho é melhorar o desempenho balístico de propelente sólido compósito a base de perclorato de amônio por meio da otimização na aplicação de nanopartículas de óxido de ferro como catalisador de queima. Para isso, o estudo é composto por três partes principais: 1) a síntese de nanopartículas de óxido de ferro, 2) a compreensão da influência do solvente utilizado em sua aglomeração/dispersão e, 3) a aplicação das nanopartículas em propelente sólido em busca do melhor desempenho balístico. Os resultados comprovam que as nanopartículas de óxido de ferro sintetizadas apresentam morfologia esférica e nanométrica com área superficial superior ao material de comparação, além de composição química e cristalinidade características de óxido de ferro (Fe2O3). No estudo de lavagem, as partículas lavadas com etanol apresentaram maior dispersão visual, área superficial relativamente alta, além da menor toxicidade e riscos em sua aplicação, definindo assim, a lavagem com esse solvente como adequada. A dispersão das partículas foi avaliada por meio de duas formas de associação do catalisador com o oxidante: mistura simples e microencapsulamento do perclorato de amônio com o óxido de ferro. Ambos os métodos apresentaram redução na temperatura de decomposição térmica do oxidante, sendo o microencapsulamento o mais promissor em análise térmica. As amostras cujas partículas de oxidante foram misturadas previamente às partículas do catalisador foram ensaiadas em teste de queima e os resultados apresentam melhora em 47% na velocidade de queima. |