Пиротехнические составы
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ
ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
РЕФЕРАТ НА ТЕМУ :
«Пиротехнические составы»
РАЗРАБОТАЛА
ПРОВЕРИЛ
Введение…………………………………………………………
1. Ударные (запальные) составы………
2. Составы для
3. Терочные составы……………………………………
4. Воспламенительные составы ……………………………………………………………………….13
5.Малогазовые (безгазовые) составы……………………………………………………………
6.Зажигательные составы…………………
7.Дымовые составы…………………………………
8.Осветительные составы…………………
9.Сигнальные составы…………………………
10.Трассирующие составы…………………
11.Звуковые составы……………………………
12.Свистящие составы…………………………
введение
Под термином "пиротехнический
состав" обыкновенно подразумевается
всякая механическая смесь
Существующие принципы образования
составов основаны на реакциях горения.
Умело и обоснованно сочетая
окислитель с горючими веществами,
образуем первичную смесь, состоящую
из двух компонентов. Определенный вид
горения создается в
Как было сказано выше, основную смесь образуют перемешиванием двух веществ между собою. Эта смесь называется двойной основной смесью. Помимо сочетания двух веществ для образования смеси, можно получить основную смесь и из трех компонентов, состоящую из одного окислителя и двух горючих веществ. Такие смеси называются тройными основными смесями. Из сочетания трех веществ можно получить смесь наиболее быстро горящую. Количественное соотношение веществ смеси определяется реакцией горения смеси. К двойным основным смесям примыкают тройные смеси, которые можно рассматривать как происходящие от смешения двух двойных, имеющих один и тот же окислитель, но разные горючие. При сравнении свойств тройной смеси со свойствами составляющих ее двойных смесей обращается внимание на следующее обстоятельство. Казалось бы, что скорость сгорания тройной смеси должна была находиться между пределами скоростей сгорания двойных смесей, а на самом деле практика показывает, что скорость сгорания тройной смеси далеко выходит за пределы наиболее быстро горящей двойной смеси. Причину происходящего явления нужно искать в сопряженности реакции. При возникновении реакции горения в первую очередь начинает сжигаться горючее с большим химическим сродством к кислороду. Выделившаяся теплота создает улучшенные условия для сжигания второго горючего. Начавшееся горение его в свою очередь способствует более энергичному горению первого и процесс, быстро нарастая, доходит в скорости до возможного предела. Происходит концентрация теплоты сгорания, что способствует усилению энергии горения, от чего увеличивается скорость. Каждое из горючих, в отношении друг друга служит своеобразным побудителем, ускоряющим начавшуюся реакцию; каждое улучшает условия горения другого. Следствие этих явлений: скорость горения тройной смеси превышает скорость горения двойных смесей. Горение тройных смесей совершается по иному пути — по сути, не обусловливаемому горением составляющих смесей. Иллюстрацией сказанного может служить обычная тройная пороховая смесь из селитры, серы и угля. Состав ее можно рассматривать как смесь двух двойных смесей: селитра + уголь и селитра + сера. Каждая из этих смесей имеет свою предельную скорость, которая для первой смеси будет равна 2 мм в секунду, между тем как вторая в обыкновенных условиях при поджигании совсем не горит и горит слабо только в нагретом до 100° С состоянии. Пороховая же тройная смесь сгорает уже со скоростью от 15 до 10 мм в секунду. Реакция горения тройной смеси имеет несколько видов и за висит от условий, при которых горение происходит. Большое значение в этом вопросе имеет давление, при котором совершается горение. Вообще же процесс горения этих смесей весьма сложен. Для примера можно указать заключение Бертело по исследованию им про¬ цессов горения дымного .пороха. Он находит, что этот процесс представляет собой комбинацию следующих основных реакций:
1. 2KNO3+3C=K2S+3CO2+N2+148,3 б.кaл.
2. 2KNO3+2,5C=K2CO3+1,5CO2+N2+
3. 2KNO3+3C=K2CO3+CO2+CO+N2+161,2 "
4. 2KNO3+2C+S=K2SO4+2CO+N2+158,5 "
5. 2KNO3+C+S=K2SO4+CO2+N2+200,1 "
Все основные смеси можно расположить в три группы по характеру их горения: быстро горящие, медленно гоярщие, совсем не горящие при обычных условиях. Смеси первой группы при горении образуют много сильно нагретых газов, упругостью которых часто пользуются для приведения в движение разнообразных объектов. Ко второй группе относятся, смеси, при медленном сгорании которых возникает большое пламя. Третья группа включает смеси, неспособные зажигаться при обычных условиях, но горящие в соединении со смесями первых двух групп. Служат они для замедления горения и потому носят название замедляющих смесей. В то же время каждая смесь из этих групп может давать окрашенное в один из цветов спектра пламя, и тогда они называются еще окрашивающей смесью. Как было указано выше, знание свойств смеси позволит быстро ориентироваться в вопросе получения нужного пиротехнического эффекта при образовании состава. Всякий пиротехнический состав образуется из основных смесей. Смешивая их, получают сложную смесь-состав. В завиеимости от назначения состава берут основные смеси с соответствующими свойствами. Классифицировать составы можно по разным признакам, но целесообразнее всего — по эффекту их действия; а потому все составы можно распределить па группы:
1) составы динамические,
2)составы пламенные,
3) составы дымовые. В свою
очередь каждая указанная
а) осветительные,
б) сигяальные
в) зажигательные,
г) трассирующие и другие составы.
И, наконец; третья группа включает составы, образующиедымы различных цветов.
Горение составов
В форме горения могут протекать только высокоэкзотермические химические реакции. Образование пламени или свечение не является непременным признаком процессов горения; так, например, при горении дымовых пиротехнических составов пламени обычно не образуется и выделения света не наблюдается. Действительно научными признаками, отличающими процесс горения от других форм, в которых могут протекать химические реакции, являются:
1) наличие подвижной зоны
2) отсутствие значительного
Горение пиротехнических составов,
являющееся одним из видов процессов
горения, представляет собой окислительно-
1) подготовку компонентов (
2) приготовление
3) уплотнение состава (путем прессования или иным способом) .
Для нормального действия пиротехнического
состава необходимо, чтобы компоненты
его были хорошо измельчены и равномерно
смешаны друг с другом. В хорошо
изготовленном составе, за исключением
термита, частицы отдельных компонентов
обычно уже неразличимы простым
глазом. Уплотнением состава
Требования, предъявляемые к
Основным требованием, предъявляемым к пиротехническим средствам, является получение при их действии максимального специального эффекта. Для различных видов пиротехнических средств специальный эффект обусловливается различными факторами. Этот вопрос подробно разбирается в главах, посвященных описанию свойств отдельных категорий составов. Здесь же приводится для иллюстрации только несколько отдельных примеров. Для трассирующих средств специальный эффект определяется хорошей видимостью траектории полета пули или снаряда. Видимость обусловливается силой света трассирующего состава и в 'большой степени зависит также от цвета пламени. Хорошее действие зажигательных средств — безотказность поджигания ими соответствующих горючих материалов — обусловливается (при наличии подходящей конструкции боеприпаса) созданием достаточно большого очага пожара, высокой температурой пламени и достаточной продолжительностью горения состава, количеством и свойствами шлаков, получающихся в процессе горения. Для маскирующих дымовых средств специальный эффект зависит от быстроты создания возможно большей, непросматриваемой и устойчивой дымовой завесы. Все пиротехнические средства должны быть безопасными при обращении и при хранении. Получаемый при их действии эффект не должен ухудшаться после длительного хранения. Материалы, используемые для изготовления пиротехнических 'средств, должны быть по возможности недефицитны. Технологический процесс изготовления средств должен быть простым, безопастным и допускающим механизацию и автоматизацию производства для осуществления массового выпуска. Пиротехнические составы должны обладать следующими качествами:
1) давать максимальный
2) сгорать равномерно с
3) обладать химической и
4) иметь возможно меньшую
5) не быть чрезмерно
6) иметь минимальные взрывчатые свойства; редкие случаи, при которых наличие у составов взрывчатых свойств является необходимым, будут оговорены ниже;
7) не иметь в продуктах реакции
горения сильно действующих
8) иметь несложный
9) не содержать в себе
10) не содержать в себе
Изделия, спрессованные из пиротехнических
составов, должны обладать большой
механической прочностью. Для изготовления
пиротехнических составов, удовлетворяющих
указанным выше требованиям, необходимо
в каждом отдельном случае тщательно
продумать выбор окислителя и
горючего и рассчитать количественные
соотношения между ними. При этом
необходимо учитывать физико-химические
характеристики окислителя и горючего,
используя имеющиеся в
Назначение компонентов состава
Вещества, входящие в пиротехнический состав, можно разбить на следующие категории:
а) окислители;
б) горючие;
в) вещества, сообщающие окраску пламени;
г) дымообразователи для составов цветных дымов;
д) дымообразователи для составов маскирующих дымов; е) вещества, улучшающие специальный эффект (силу света, окраску пламени и т. п.) ;
ж) цементаторы 1 — вещества, обеспечивающие необходимую механическую прочность изделий из спрессованных составов;
з) флегматизаторы — вещества, уменьшающие чувствительность состава;
и) стабилизаторы — вещества, увеличивающие химическую стойкость состава;
к) вещества, ускоряющие или замедляющие процесс горения;
л) вещества специального технологического назначения (жи¬рующие добавки, растворители для вводимых в состав смолит, п.).
В некоторых случаях один и тот же компонент может выполнять в составе несколько различных функций. Например, в составе зеленого огня, имеющем 86% хлората бария и 14% шеллака, хлорат бария является одновременно и окислителем и веществом, сообщающим пламени зеленую окраску; шеллак же является и горючим и цементатором. В смеси Ершова, служащей для получения маскирующего дыма и имеющей состав:
20% бертолетовой соли, 20% нафталина,
10% древесного угля, 50% нашатыря, нафталин
является горючим, но вместе
с тем выполняет и функции
дополнительного дымо-
Воспламенительные составы
Воспламенительные составы можно условно разделить на ударные, терочные, составы для воспламенения других пиротехнических составов, ракетного топлива и пр.
1. Ударные (запальные) составы
Группа смесевых ВВ, очень чувствительных к удару и трению. При ударном инициировании обычно воспламеняются с образованием луча огня. Применяются в капсюлях-воспламенителях, пиропатронах, для ударного воспламенения порохов. Обычно состоят из окислителя (хлораты и нитраты), горючего (сера, тиоцианат, антимоний (сульфид сурьмы) и т.д.) и некоторого количества инициирующего ВВ. Также могут содержать разл. добавки, повышающие чувствительность, улучшающие сыпучесть и прессуемость и т.д. Очень опасны в обращении.
1) Гремучая ртуть 16 - 28%, хлорат
калия 36 - 55%, сульфид сурьмы (Sb2S3) 28
- 37%.(Наиболее известный из
2) Азид свинца -68%, ТНРС - 29%, мелкодисперсный сферический алюминий - 3%.
3) NOL-130 Нитрат бария-20%, азид свинца-20%, ТНРС-40%, тетразен-5%, сульфид сурьмы-15%.
4) Нитрат бария 15-20%, азид свинца 20-22%, ТНРС 40-42%, Sb2S3 15-20%, карборунд 1-3%.
5) Хлорат калия -50%, перекись свинца -25%. сульфид сурьмы-20%, тротил - 5%
6) Перхлорат калия -52%, свинца тиоцианат -25%, тнрс -10%, сульфид сурьмы -13%.
7) PA-101 Нитрат бария-22%, основной стифнат свинца-53%, тетразен-5%, сульфид сурьмы-10%, алюминий - 10%.
8) FA-959 Нитрат бария-31%, стифнат свинца-35%, тетразен-3.1%, сульфид сурьмы-10.3%, цирконий - 10.3%, свинца диоксид -10.3%.
9) M-39 хлорат калия -37.05%, нитрат бария -8.68%, свинца тиоцианат - 38.13%, стекло - 10.45%, тротил -5.69%.
10) NOL-60 Нитрат бария-25%, основной стифнат свинца-60%, тетразен-5%, сульфид сурьмы-10%.
Подавляющее большинство штатных ударных составов содержат в своем составе тяжелые металлы (свинец, ртуть) высвобождающиеся после выстрела. При регулярном посещении закрытых стрельбищ, тиров и т.п. возможно их накопление в организме. Использование активной вентиляции и т.п. средств не позволяет полностью устранить эту проблему. Поэтому проводят изыскания эффективных составов не содержащих тяжелых металлов. Например на основе динитродиазофенола, щелочных солей нитробензофуроксанов, орг. азидов и др.
11) динитродиазофенол 25-35%, тетразен 2-5%, KNO3 5-14%, стеклянный порошок 49-60%, связующее 0.75-2.0%, краситель 0.1-0.2%.
12) динитродиазофенол 28%, тетразен 5%, антимоний (Sb2S3) -11%, НЦ-6%, Нитрат бария-50%, связующее (гуаргам) 0.5%(сверх100%)
(по эффективности состав
13) KDNBF - 45%, окислитель (KNO3)-15%, добавка повыш. чувствительность (стекло)-35%, горючее (алюминиевый порошок)-5%.
2. Составы для электровоспламенителей:
1) Хлорат калия -55%, свинца тиоцианат -45%.
2) Хлорат калия -25%, диазодинитрофенол -75%. В качестве связующего используется 2.4% нитрокрахмала в бутилацетате.
3) Хлорат калия -60%, диазодинитрофенол -20%, древесный уголь -15%, нитрокрахмал -5% (состав комбинированный - кроме воспламенения предназначен также для передачи огня).
3. Терочные составы
Терочные составы - воспламеняются
от трения и применяются напр.
для инициирования
60% хлорат калия; 30% антимоний и 10% идитол.
53% хлорат калия; 22% антимоний 9% сера, 1%кальция карбонат, 10% стекло, 5% гуммиарабик.
Фосфорная масса, наносимая на терку, состоит из 56% красного фосфора, 24% стеклянного порошка, 20% идитола. Весьма опасны в обращении.
4. Воспламенительные составы
Смеси для поджигания разл. пиротехнических составов и твердого ракетного топлива. Отличаются высокой теплотой сгорания, легко воспламеняются от инициирующего импульса, генерируемого электрозапалом. Содержат окислитель (KNO3, KClO3, KClO4, BaO2 и др.), горючее (порошкообразный металл - Ti, Zr, Mg) и связующее (канифоль, камедь, каучуки, эпоксидные смолы и др.). Для воспламенения ТРТ часто применяют разл. баллиститы и дымный порох. Основные требования к В.С.: легкость воспламенения от сравнительно небольшого теплового импульса, высокая температура сгорания, устойчивость горения к изменению внешних условий. В. с. производят в виде гранул, шашек, иногда в виде порошка или пасты, наносимых на поджигаемый материал. Зажигательное действие тем выше, чем выше температура горения и чем больше остается шлаков на поверхности поджигаемого материала. На практике установлено, что для надежного воспламенения температура горения должна быть не менее чем на 200°С выше температуры воспламенения поджигаемой смеси.
Составы содержащие алюминий обладают
достаточно высокой температурой воспламенения
и требуют воспламеняющего
Когда даже мощными ВС не удается зажечь основной состав, применяют так называемые переходные (промежуточные) составы. Переходные составы получают, смешивая в известных пропорциях воспламенительный и основной составы. Для зажжения наиболее трудно воспламеняющихся составов приходится иногда применять несколько переходных составов.
1) KClO4 -68%, мелкодисперсный алюминий -25%, орг. связующее -7%.
2) KNO3 -48%, мелкодисперсный цирконий -52%.
3) KNO3 -66.69%,титан-14.96%, кремний - 7.78%, алюминий-8.67%, связующее 1.99%
4) KNO3 -28%, мелкодисперсный бор -12%, цирконий-60%.
5) KClO4 -49%, древесная мука -7%, древесный уголь -6%, оксид железа -7%, стекло -31% В качестве связующего к 100 частям смеси добавляли 37ч 25% р-ра нитроцеллюлозы в этилацетате. Эта смесь использовалась в 2 мир. Войну для воспламенения составов цветного дыма.
6) KNO3 -35%, уголь -4%, кремний -26%, оксид железа -22%, алюминий -13% В качестве связующего к 83.3 части смеси добавляли 16.7ч 6% р-ра нитроцеллюлозы в ацетоне. Состав для вопламенения металлохлоридных дымовых смесей.
Для воспламенения пиротехнических составов используют следующие смеси:
7) KNO3 -75%, уголь -15%, идитол -10%.
8) KNO3 -75%, мелкодисперсный магний -15%, идитол -10%.
9) KNO3 -78%, мелкодисперсный бор -15%, связующее (полиакриламид)-7%.
10) KClO4 -74%, дихромат аммония - 10.5%, оксид железа - 5%, нитроцеллюлоза - 10.5%.
11) Ba(NO3)2 -50%, кремний -20%, гидрид циркония - 15%, TNC тринитрокрезол - 10%, ламинак -5% Смесь подпрессовывается к осветительным составам на основе магния, нитрата натрия и связующего.
12) кремний -25%, свинцовый сурик - 50%, титан -25% может содержать в качестве добавок 0.6% графита и 1.8% целлулоида (сверх 100%) Состав для воспламенения некоторых безгазовых составов.
13) кремний -33.3%, свинца диоксид
-33.3%, закись меди - 33.3% - состав для
воспламенения дымовых
14) кремний -50%, свинца диоксид -20%, окись меди - 30%.
Для воспламенения составов в малогабаритных изделиях, напр. трассирующих составов использовали гл. обр. смеси на основе перекиси бария. Следует отметить, что воспламенительные составы для трассеров не должны содержать большого количества легкоплавких веществ, иначе в момент прохождения снаряда в канале ствола при горении будет происходить выдавливание жидкости из горящего слоя.
В качестве воспламенительных составов для трассеров используют смеси, дающие мало газовой фазы, и жгучие шлаки. Скорость горения таких смесей мало зависит от давления, что важно для предотвращения преждевременного выгорания состава в канале ствола:
15) 48% Ba(NO3)2, 30% BaO2, 13% магний, 9% идитол.
16) Composition K: 78% BaO2, 20% магний, 2% асфальтит.
17) 80.5% BaO2, 17.5% магний, 2% резинат кальция - воспламенитель для трассеров 40мм снарядов.
18) I-237 SrO2-70%, 4% BaO2, 25% магний, 1% цинка стеарат (I-237 с добавкой 2% дехлорана известен как I-531). ВС для трассеров крупнокалиберных патронов.
19) I-508 79% BaO2, 14% магний, 0.9% цинка стеарат, красный краситель -0.5%, парлон (хлоросодержащее связующее) -5.6%.
20) Mg-25%, SrO2-70%, Sr(NO3)2- 5%.
21) I-280 85% I-136 (см ниже), 15%магния.
Для предотвращения демаскировки бойцов
существуют также малогазовые
22) Свинцовый сурик Pb3O4 - 90%, мелкодисперсный титан и кремний - 10%.
23) Пероксид стронция -88%, полиуретан
-12% (исп. Для воспламенения
24) I-136: пероксид стронция -90%, резинат кальция - 10%.
25) марганец - 34, хромат бария - 28, тиокол - 38;
26) кремний -30%, нитрат бария -50%, гидрид циркония - 15%, связующее -5%.
В отдельных случаях используют составы термитного типа, которые обладают хорошей воспламеняющей способностью, но и высокой температурой воспламенения и для поджигания требуют дополнительного воспламеняющего состава. Напр.
27) Fe2O3 -69%, Mg - 31%,
28) SiO2 -55%, Mg - 45%,
29) SiO2 -28%, Mg - 60%, полибутадиен - 12%.
Воспламенители для термитов:
30) Алюминий -40%, оксид железа -29%, перекись бария -31%.
31) Перекись бария -91%, магний -9%.
Для воспламенения твердых ракетных топлив используют:
32) KNO3 -71%, мелкодисперсный бор -24%, орг. связующее (каучук)-5%.
33) KNO3 -51.34%, мелкодисперсный бор -18.3%, нитроцеллюлоза (12.2%N), акардит - 0.5%. Теплота сгорания 8.78 кДж/г
34) магний 35-52%%, политетрафторэтилен (тефлон) и (или) фторорганический каучук-ок 65-48% Могут содержать добавки (напр. аэросил). Используется также для изготовления инфракрасных мишеней-ловушек (Запатентован более новый состав для инфракрасных мишеней-ловушек, эффективный против большинства современных ракет с тепловым наведением: бор -4.125%, алюминий - 9.9%, магний - 10.15%, уротропин-8.25%, перхлорат аммония - 42.075%, нитрат калия - 6.6%, политетрафторэтилен 4.9%, Витон А - 14%).
35) магний 30%, политетрафторэтилен (тефлон) -45%, полихлоротрифторэтилен -10%, NaF - 7.5%, дихромат калия -7.5% Теплота сгорания 7.73КДж/г.
36) Ba(NO3)2 30.5%, PbO2 -7%, TiHx (x=0.2) - 21% нитроцеллюлоза (13.1%N) - 41%, акардит - 0.5%, Теплота сгорания 4.56 кДж/г
37) KClO4 26-50%, Ba(NO3)2 15-17%, сплав Zr-Mg 50:50 32-54%, Этилцеллюлоза -3%.
38) CuO -80%, алюминий - 20%.
39) "Tichloral" KClO4 -63%, алюминий -20%, титан -13%, полиизобутилен -4%.
5.Малогазовые (безгазовые) составы
Смеси, используемые для снаряжения
различных пиротехнических
В качестве горючих обычно содержат сравнительно малоактивные металлы и их сплавы: цирконий, ниобий, марганец, хром, вольфрам, а также бор, кремний, сурьма, висмут и ферросилиций. Окислителями в малогазовых составах служат гл. обр. хроматы бария и свинца, реже - оксиды свинца и меди, хлораты и перхлораты. Компоненты малогазовых составов должны быть мелкодисперсными.
Напр.
1) BaCrO4-31%, KClO4- 15%, сплав циркония и никеля - 54% (Скорость горения смеси со сплавом содержащим 70% циркония - 10мм/сек, 50% циркония - 5мм/сек, 30% циркония - 3мм/сек. Сплав пассивирован нагреванием в растворе хромпика).
2) BaCrO4-56.2%, KClO4- 16.8%, цирконий -5%, никель - 22% Скорость горения 2.5мм/сек.

- Пир у Симона Фарисея
- Писанки у інших народів: Українська писанка
- Писатели и писательский быт
- Писатель
- Писатель Андрей Платонов
- Писемні пам’ятки як історичне джерело
- Писемність і література Месопотамії
- Пирометр
- Пиромлазмоз
- Пироплазмидозы
- Пироплазмоз крупного рогатого скота
- Пироплазмоз лошадей
- Пироплазмоз собак
- Пироплазмоз собак