Pirotehnički sastav: klasifikacija, komponente, primjena
Pirotehnički sastav: klasifikacija, komponente, primjena

Video: Pirotehnički sastav: klasifikacija, komponente, primjena

Video: Pirotehnički sastav: klasifikacija, komponente, primjena
Video: Система комплемента - механизм, составные белки, пути активации 2024, Marš
Anonim

Pirotehnička kompozicija je supstanca ili mešavina komponenti dizajniranih da proizvedu efekat u obliku toplote, svetlosti, zvuka, gasa, dima ili njihove kombinacije, kao rezultat samoodrživih egzotermnih hemijskih reakcija koje odvijaju se bez detonacije. Takav proces ne zavisi od kiseonika iz spoljnih izvora.

Klasifikacija pirotehničkih kompozicija

Pirotehnika i kompozicije
Pirotehnika i kompozicije

Mogu se podijeliti radnjom:

  • Vatreni.
  • Smoke.
  • Dynamic.

Prve dvije grupe se mogu podijeliti na manje tipove.

Vatreni: osvjetljava, signalna noć, tragač i nešto zapaljivo.

Dimna grupa uključuje kompozicije za dnevnu signalizaciju i maskiranje (magla).

Glavne vrste pirotehnike

Navedeni efekat (svetlo, zvuk, itd.) se može kreirati korišćenjem ovih komponenti:

  • Bljesak praha - gori vrlo brzo, proizvodi eksplozije ili jarke provale svjetlosti.
  • Barut - gori sporije od baruta, emituje veliku količinu gasova.
  • Čvrsto gorivo - proizvodi mnogo vrućih para koje se koriste kao izvori kinetičke energije za rakete i projektile.
  • Pirotehnički inicijatori - proizvode velike količine toplote, plamena ili vrućih iskri koje se koriste za paljenje drugih kompozicija.
  • Punjenja za izbacivanje - brzo sagorevaju, proizvode mnogo gasa u kratkom vremenu, koriste se za oslobađanje tereta iz kontejnera.
  • Eksplozivna punjenja - sagorevaju brzo, proizvode veliku količinu gasa u kratkom vremenu, koriste se za drobljenje kontejnera i izbacivanje njegovog sadržaja.
  • Dimne kompozicije - sagorevaju polako, stvaraju maglu (običnu ili obojenu).
  • Vozovi sa kašnjenjem - bukti konstantnom tihom brzinom, koristi se za uvođenje kašnjenja u vatrogasnu rezervu.
  • Pirotehnički izvori toplote - emituju veliku količinu toplote i praktično ne šire gasove, sporo gore, često nalik termitu.
  • Sparkleri - proizvode bijele ili obojene iskre.
  • Bljesak - gori polako, stvara veliku količinu svjetlosti, koristi se za osvjetljenje ili signalizaciju.
  • Šarene kompozicije vatrometa - proizvode svijetle, bijele ili višebojne iskre.

Prijava

Komponente pirotehničkih kompozicija
Komponente pirotehničkih kompozicija

Neke tehnologije pirotehničkih kompozicija i proizvoda koriste se u industriji i vazduhoplovstvu za stvaranje velikih količina gasa (npr. u vazdušnim jastucima), kao i u raznimpričvršćivanja iu drugim sličnim situacijama. Koriste se i u vojnoj industriji kada su potrebne velike količine buke, svjetlosti ili infracrvenog zračenja. Na primjer, rakete za mamce, signalne rakete i šok granate. Vojska trenutno istražuje novu klasu sastava reaktivnih materijala.

Mnoga pirotehnička jedinjenja (posebno ona koja uključuju aluminijum i perhlorate) su često veoma osetljiva na trenje, udar i statički elektricitet. Čak i samo 0,1 do 10 mililidžula iskre može izazvati određene efekte.

barut

Uradi sam pirotehničke kompozicije
Uradi sam pirotehničke kompozicije

Ovo je poznati crni barut. To je najraniji poznati hemijski eksploziv, koji se sastoji od mješavine sumpora (S), drvenog uglja (C) i kalijum nitrata (s altitra, KNO 3). Prve dvije komponente djeluju kao gorivo, a treća je oksidant. Zbog svojih zapaljivih svojstava i količine topline i plina koju proizvodi, barut se široko koristi u proizvodnji pogonskih punjenja u vatrenom oružju i artiljeriji. Osim toga, koristi se u proizvodnji raketa, vatrometa i eksplozivnih naprava u kamenolomima, rudarstvu i izgradnji puteva.

Indikatori

Sastav pirotehničkih smjesa
Sastav pirotehničkih smjesa

Barut je izumljen u Kini u 7. veku i raširio se po većem delu Evroazije do kraja 13. veka. Prvobitno razvijen od strane taoista u medicinske svrhe, prah je korišten za ratovanje oko 1000. godine nove ere.

Barut je klasifikovan ukao mali eksploziv zbog relativno sporog razlaganja i niskog sjaja.

Eksplozivna snaga

Paljenje baruta nabijenog iza projektila stvara dovoljan pritisak da izazove ispaljivanje cevke velikom brzinom, ali nije dovoljno snažno da pukne cijev pištolja. Dakle, barut je dobro gorivo, ali je manje pogodan za uništavanje kamena ili utvrđenja zbog male eksplozivne moći. Prenoseći dovoljno energije (sa goruće materije na masu topovske kugle, a zatim sa nje na metu putem udarne municije), bombarder može na kraju savladati protivničku utvrđenu odbranu.

Barut je bio naširoko korišćen za punjenje granata i korišćen je u rudarstvu i građevinarstvu sve do druge polovine 19. veka, kada su testirani prvi eksplozivi. Barut se više ne koristi u modernom oružju i industrijskim aplikacijama zbog svoje relativno niske efikasnosti (u poređenju sa novijim alternativama kao što su dinamit i amonijum nitrat ili lož ulje). Danas je barutno vatreno oružje uglavnom ograničeno na lov, gađanje u mete.

Pirotehnički izvor toplote

Pirotehničke kompozicije su uređaji na bazi zapaljivih materija sa odgovarajućim upaljačom. Njihova uloga je da proizvode kontroliranu količinu topline. Pirotehnički izvori se obično baziraju na oksidantima goriva sličnih termitu (ili usporavanju sastava) sa malom brzinom gorenja,visok učinak topline na željenoj temperaturi i malo ili nimalo stvaranja plina.

Mogu se aktivirati na nekoliko načina. Električne šibice i udarne kapice su najčešći.

Pirotehnički izvori toplote se često koriste za aktiviranje baterija, gde služe za topljenje elektrolita. Postoje dvije glavne vrste dizajna. Jedan koristi traku osigurača (koja sadrži barijum hromat i metalni cirkonijum u prahu u keramičkom papiru). Termički pirotehnički granulacioni sastavi prolaze duž njegove ivice i iniciraju sagorevanje. Traka se obično pokreće električnim upaljačem ili utikačem koji koristi struju.

Drugi dizajn koristi centralnu rupu u bateriji u koju visokoenergetski električni upaljač ispušta mješavinu zapaljivih plinova i žarulja sa žarnom niti. Dizajn sa centralnom rupom može značajno smanjiti vrijeme aktivacije (desetine milisekundi). Za poređenje, napominjemo da je kod uređaja sa ivičnim trakom ovaj indikator stotine milisekundi.

Omogućavanje baterije se takođe može uraditi sa udarnim prajmerom nalik sačmarici. Poželjno je da izvor izloženosti bude bez gasa. Tipično, standardni sastav pirotehničkih mješavina sastoji se od željeznog praha i kalijum perhlorata. U težinskim odnosima, to su 88/12, 86/14 i 84/16. Što je viši nivo perhlorata, veći je izlaz toplote (nominalno 200, 259 i 297 kalorija/gram). Veličina i debljina tableta gvožđe-perklorata imaju mali uticaj na brzinu sagorevanja, ali imajuutiče na gustinu, sastav, veličinu čestica i može se koristiti za podešavanje željenog profila oslobađanja toplote.

Druga korišćena kompozicija je cirkonijum sa barijum hromatom. Druga mješavina sadrži 46,67% titanijuma, 23,33% amorfnog bora i oko 30% barijum hromata. Dostupni su i 45% volframa, 40,5% barijum hromata, 14,5% kalijum perklorata i 1% vinil alkohola i acetata veziva.

Reakcije za formiranje intermetalnih komponenti pirotehničkih kompozicija, kao što je cirkonijum sa borom, mogu se koristiti kada se želi rad bez gasa, nehigroskopsko ponašanje i nezavisnost od pritiska okoline.

Izvor topline

Tehnologija pirotehničkih kompozicija i proizvoda
Tehnologija pirotehničkih kompozicija i proizvoda

Može biti direktan dio pirotehničke kompozicije, na primjer, u hemijskim generatorima kiseonika takva komponenta se koristi sa velikim viškom oksidatora. Toplota koja se oslobađa tokom sagorevanja koristi se za termičku razgradnju. Što se tiče hladnog sagorevanja, kompozicije se koriste za proizvodnju obojenog dima ili za raspršivanje aerosola kao što su pesticidi ili CS gas, dajući toplotu sublimacije željenog jedinjenja.

Komponenta za usporavanje faze kompozicije, koja zajedno sa produktima sagorevanja formira mešavinu sa jednom jasnom temperaturom faznog prelaza, može se koristiti za stabilizaciju visine plamena.

Materijal

Klasifikacija pirotehničkih sastava
Klasifikacija pirotehničkih sastava

Pirotehničke kompozicije su obično homogenizovane mešavine sitnihčestice goriva i oksidanti. Prvi mogu biti zrna ili pahuljice. Generalno, što je veća površina čestica, to je veća brzina reakcije i sagorevanja. U neke svrhe, veziva se koriste za pretvaranje praha u čvrst materijal.

gorivo

Pirotehničke kompozicije su
Pirotehničke kompozicije su

Tipični tipovi su bazirani na metalnim ili metaloidnim prahovima. Sastav može ukazivati na nekoliko različitih vrsta goriva. Neki mogu poslužiti i kao povezivači.

Metali

Uobičajena goriva uključuju:

  • Aluminijum je najčešće gorivo u mnogim klasama mešavina, kao i regulator nestabilnosti sagorevanja. Visokotemperaturni plamen sa čvrstim česticama koje ometaju pojavu boja, reaguje sa nitratima (osim amonijuma) da formira okside azota, amonijaka i toplote (reakcija je spora na sobnoj temperaturi, ali burna iznad 80°C, može se samozapaliti).
  • Magnalij je legura aluminijum-magnezijum koja je stabilnija i jeftinija od jednog metala. Manje reaktivan od magnezijuma, ali zapaljiviji od aluminijuma.
  • Gvožđe - pravi zlatne iskre, često korišćeni element.
  • Čelik je legura gvožđa i ugljika koja proizvodi razgranate žuto-narandžaste iskre.
  • Cirkonijum - proizvodi vruće čestice korisne za zapaljive mješavine, kao što je NASA-in standardni inicijator, i za suzbijanje nestabilnosti sagorijevanja.
  • Titanijum - proizvodi vruću pirotehniku i jedinjenja, povećavaosjetljivost na udarce i trenje. Ponekad se koristi legura Ti4Al6V koja proizvodi nešto svjetlije bijele iskre. Zajedno sa kalijum perhloratom koristi se u nekim pirotehničkim upaljačima. Krupni prah proizvodi prekrasne razgranate plavo-bijele iskre.
  • Ferotitanijum je legura gvožđa i titanijuma koja stvara svetle iskre koje se koriste u pirotehničkim zvezdama, raketama, kometama i fontanama.
  • Ferosilicijum je gvožđe-silicijumska supstanca koja se koristi u nekim mešavinama, ponekad zamenjujući kalcijum silicid.
  • Mangan - koristi se za kontrolu brzine gorenja, na primjer, u kompozicijama sa zakašnjenjem.
  • Cink - koristi se u nekim dimnim kompozicijama zajedno sa sumporom, koji se koristi kao amatersko gorivo za rakete, kao i u pirotehničkim zvijezdama. Osetljiv na vlagu. Može se spontano zapaliti. Rijetko se koristi kao glavno gorivo (sa izuzetkom dimnih kompozicija), može se koristiti kao dodatna komponenta.
  • Bakar - koristi se kao plava boja sa drugim vrstama.
  • Mesing je legura cinka i bakra koja se koristi u nekim formulama za vatromet.
  • Tungsten - koristi se za kontrolu i usporavanje brzine sagorevanja kompozicija.

Vrijedi napomenuti da je opasno praviti pirotehničke kompozicije vlastitim rukama.

Preporučuje se: