Pirotechnikai összetétel: osztályozás, alkatrészek, alkalmazás

A pirotechnikai készítmény olyan anyag vagy összetevők keveréke, amelyet hő, fény, hang, gáz, füst vagy ezek kombinációja formájában történő hatás előidézésére terveztek, önfenntartó exoterm kémiai reakciók eredményeként, amelyek robbanás nélkül zajlanak le. Egy ilyen folyamat nem függ a külső forrásokból származó oxigéntől.

A pirotechnikai készítmények osztályozása

Meg lehet osztani a cselekvéssel:

• Fiery.
• Füst.
• Dinamikus.

Az első két csoport kisebb típusokra osztható.

Lángoló: világítás, éjszakai jel, nyomjelző és néhány gyújtó.

A füstcsoport összetétele a nappali riasztáshoz és maszkoláshoz (köd).

A pirotechnika fő típusai

A fent említett hatás (fény, hang stb.) Az ilyen komponensek segítségével hozható létre:

• Flash por-nagyon gyorsan ég, robbanást vagy erős fénykibocsátást eredményez.
• Puskapor-lassabban ég, mint a por, nagy mennyiségű gázt szabadít fel.
• Szilárd tüzelőanyag-sok forró gőzt termel, amelyeket kinetikus energiaforrásként használnak rakétákhoz és lövedékekhez.
• Pirotechnikai iniciátorok-nagy mennyiségű hőt, lángot vagy forró szikrát bocsátanak ki más készítmények meggyújtására.
• Ejekciós töltések-gyorsan égnek, rövid idő alatt sok gázt termelnek, a konténerek hasznos teherének felszabadítására szolgálnak.
• Robbanásveszélyes töltések-gyorsan égnek, rövid idő alatt nagy mennyiségű gázt termelnek, a tartály összetörésére és tartalmának eldobására szolgálnak.
• Füst kompozíciók-lassan égnek, köd keletkezik (sima vagy színes).
• Késleltetési kompozíciók-állandó csendes sebességgel lángol, amelyet a tűztartalék késéseinek bevezetésére használnak.
• Pirotechnikai hőforrások-nagy mennyiségű hőt bocsátanak ki, gyakorlatilag nem terjesztik a gázokat, lassan égnek, gyakran termeszszerűek.
• Csillagszórók-fehér vagy színes szikrákat termelnek.
• Villog-lassan ég, nagy mennyiségű fényt hoz létre, világításra vagy jelzésre használják.
• Tűzijáték színes kompozíciói-könnyű, fehér vagy többszínű szikrákat hoznak létre.

Alkalmazás

A pirotechnikai készítmények és termékek egyes technológiáit az iparban és a légi közlekedésben használják nagy mennyiségű gáz előállítására (például légzsákok), valamint különböző kötőelemekben és más hasonló helyzetekben. A katonai iparban is használják, ha nagy mennyiségű zaj, fény vagy infravörös sugárzás szükséges. Például csali rakéták, fáklyák és kábító gránátok. A reaktív anyagok összetételének új osztályát jelenleg a katonaság vizsgálja.

Számos pirotechnikai készítmény (különösen az alumínium és Perklorátok) gyakran nagyon érzékeny a súrlódásra, az ütésre és a statikus elektromosságra. Még 0,1-10 millijoule szikra is okozhat bizonyos hatásokat.

Puskapor

Ez egy jól ismert fekete por. Ez a legkorábbi ismert kémiai robbanóanyag, amely kén (ek), faszén (C) és kálium-nitrát (nitrát, KNO 3)keverékéből áll. Az első két komponens üzemanyagként működik, a harmadik pedig oxidálószer. Gyújtó tulajdonságai és a felszabaduló hő - és gázmennyiség miatt a puskaport széles körben használják a lőfegyverek és a tüzérség hajtóanyag-töltéseinek előállításához. Ezenkívül rakéták, tűzijátékok és robbanóeszközök gyártására használják a kőbányák, a bányászat és az útépítés fejlesztésében.

Mutatók

A puskaport Kínában találták ki a VII. században, és a XIII. század végére Eurázsia nagy részén elterjedt. Eredetileg a taoisták gyógyászati célokra fejlesztették ki, a port KR. U. 1000 körül hadviselésre használták.

A puskapor viszonylag alacsony bomlási sebessége és alacsony brisance miatt kis robbanóanyagnak minősül.

Robbanásveszélyes erő

A lövedék mögé csomagolt puskapor meggyújtása elegendő nyomást hoz létre ahhoz, hogy nagy sebességgel orrlövést indítson el, de nem elég erős ahhoz, hogy felrobbanjon a fegyver csöve. Így a puskapor jó üzemanyag, de alacsony robbanóképessége miatt kevésbé alkalmas kő vagy erődítmények megsemmisítésére. Ha elegendő energiát továbbít (az égő anyagtól az ágyúgolyó tömegéig, majd onnan a célpontig sokk lőszer segítségével), végül a bombázó összetörheti az ellenség megerősített védelmét.

A puskaport széles körben használták a kagylók kitöltésére, és a bányászati és mélyépítési projektekben használták a XIX. század második feléig, amikor az első robbanóanyagokat tesztelték. A port már nem használják modern fegyverekben és ipari célokra viszonylag alacsony hatékonysága miatt (összehasonlítva az újabb alternatívákkal, például dinamittal, ammónium-nitráttal vagy fűtőolajjal). Manapság a puskaporral ellátott lőfegyverek elsősorban a vadászatra, a céllövésre korlátozódnak.

Pirotechnikai hőforrás

A pirotechnikai készítmények olyan éghető anyagokon alapuló eszközök, amelyek megfelelő gyújtóval rendelkeznek. Szerepük az, hogy szabályozott mennyiségű hőt termeljenek. A pirotechnikai források általában termeszszerű (vagy retardáló összetételű) üzemanyag-oxidálószereken alapulnak, alacsony égési sebességgel, magas hőtermeléssel a kívánt hőmérsékleten, valamint gorenje kis vagy nulla gázképződéssel.

Ezek lehetnek többféle módon aktiválva. Elektromos gyufák és ütőkupakok a leggyakoribb.

A pirotechnikai hőforrásokat gyakran használják az elemek aktiválására, ahol az elektrolit megolvasztására szolgálnak. Van két fő típusok tervezés. Az egyik biztosítékcsíkot használ (bárium-kromátot és fémpor cirkóniumot tartalmaz kerámiapapírban). A gorenje megindítására szolgáló termikus pirotechnikai granulációs készítmények a széle mentén haladnak. A szalagot általában egy elektromos gyújtó vagy egy áramerősségű dugó indítja el.

A második kialakításban egy központi lyukat használnak az akkumulátorban, amelybe egy nagy energiájú elektromos gyújtó éghető gázok és izzólámpák keverékét bocsátja ki. A központi lyukú kialakítás lehetővé teszi az aktiválási idő jelentős csökkentését (tíz milliszekundum). Összehasonlításképpen megjegyezzük, hogy az élcsíkkal rendelkező készülékeknél ez a mutató több száz milliszekundum.

Az akkumulátor bekapcsolása a puskához hasonló sokk alapozóval is elvégezhető. Kívánatos, hogy az expozíció forrása gáz nélkül legyen. Általában a pirotechnikai keverékek standard összetétele vasporból és kálium-perklorátból áll. Súlyarányban ezek 88/12, 86/14 és 84/16. Minél magasabb a perklorátszint, annál nagyobb a hőleadás (névlegesen 200, 259 és 297 kalória/gramm). A vas-perklorát tabletták mérete és vastagsága kevés hatással van az égési sebességre, azonban befolyásolják a sűrűséget, az összetételt, a részecskeméretet, és felhasználhatók a kívánt hőleadási profil beállítására.Gorenje.

Egy másik alkalmazott készítmény a cirkónium bárium-kromáttal. Egy másik keverék 46,67% titánt, 23,33% amorf bórt és körülbelül 30% bárium-kromátot tartalmaz. Ilyen arányok is lehetnek: 45% volfrám, 40,5% bárium-kromát, 14,5% kálium-perklorát és 1% vinil-alkohol és acetát kötőanyag.

A pirotechnikai készítmények intermetallikus komponenseinek, például a cirkónium bórral történő képződésével végzett reakciók gázmentes működés, nem higroszkópos viselkedés és függetlenség esetén alkalmazhatók környezeti nyomás.

Hőforrás

Ez lehet egy pirotechnikai készítmény közvetlen része, például a kémiai oxigéngenerátorok ilyen komponenst használnak nagy mennyiségű oxidálószerrel. Az égés során keletkező hőt termikus bomlásra használják. Viszonylag hidegen égő készítményeket használnak színes füst előállítására vagy aeroszol, például peszticidek vagy CS gáz permetezésére, biztosítva a kívánt vegyület szublimációs hőjét.Gorenje.

A gorenje stabilizálására használható a készítmény fázislassulási komponense, amely az égéstermékekkel együtt egy külön fázisátmeneti hőmérsékletű keveréket képez.

Anyagok

Pirotechnikai készítmények általában homogenizált keverékei kis részecskék üzemanyag és oxidálószerek. Az első lehet szemek vagy pelyhek. Általános szabály, hogy minél nagyobb a részecskék felülete, annál nagyobb a reakció és a gorenje sebessége. Bizonyos célokra kötőanyagokat használnak a por szilárd anyaggá alakítására.

Üzemanyag

A tipikus típusok fémes vagy metalloid porokon alapulnak. A készítmény több különböző típusú üzemanyagot jelezhet. Néhány kötőanyagként is szolgálhat.

Fémek

A közös üzemanyagok a következő elemeket tartalmazzák:

• Az alumínium a leggyakoribb üzemanyag a keverékek számos osztályában, valamint a gorenje instabilitásának szabályozója. A magas hőmérsékletű láng szilárd részecskék, amelyek zavarják a megjelenése színezékek reagál nitrátok (kivéve ammónium) alkotnak nitrogén-oxidok, ammónia és a hő (a reakció lassú szobahőmérsékleten, de erőszakos felett 80 KB, öngyullad).
• A Magnalium alumínium-magnézium ötvözet, stabilabb és olcsóbb, mint egy különálló fém. Kevésbé reaktív, mint a magnézium, de könnyebben meggyullad, mint az alumínium.
• Vas-arany szikrákat készít, gyakran használt elem.
• Az acél vas-és szénötvözet, amely elágazó sárga-narancssárga szikrákat hoz létre.
• Cirkónium-forró részecskéket állít elő, amelyek hasznosak a keverékek meggyújtásához, például egy szabványos NASA iniciátorhoz, valamint a gorenje instabilitásának elnyomásához.
• Titán-forró pirotechnikát és vegyületeket állít elő, növeli az ütésekkel és súrlódással szembeni érzékenységet. Néha Ti4Al6V ötvözetet használnak, ami kissé világosabb fehér szikrákat ad. A kálium-perkloráttal együtt néhány pirotechnikai gyújtóban használják. A durva por gyönyörű elágazó kék-fehér szikrákat eredményez.
• A ferrotitán egy vas-titán ötvözet, amely fényes szikrákat hoz létre pirotechnikai csillagokban, rakétákban, üstökösökben és szökőkutakban.
• A ferroszilícium egy vas-szilícium anyag, amelyet egyes keverékekben használnak, néha helyettesítve a kalcium-szilicidet.
• Mangán-az égési sebesség szabályozására szolgál, például késleltetett készítményekben.Gorenje.
• A cinket néhány füstkészítményben kénnel együtt használják, amelyet Amatőr üzemanyagként használnak rakétákhoz, valamint pirotechnikai csillagokhoz. Érzékeny a nedvességre. Öngyulladhat. Ritkán használják fő üzemanyagként (a füstkompozíciók kivételével), kiegészítő komponensként használható.
• Réz-kék festékként használják más fajokkal.
• A sárgaréz cink és réz ötvözete, amelyet a tűzijátékok egyes formuláiban használnak.
• Volfrám-a Gorenje kompozíciók égési sebességének szabályozására és lassítására szolgál.

Érdemes megjegyezni, hogy veszélyes a pirotechnikai készítmények saját kezűleg történő elkészítése.