Надо Знать

добавить знаний



Пиротехника



План:


Введение

Слово "пиротехника" происходит от греческих слов: "пир" - огонь и "техне" - искусство, умение. Пиротехника - искусство изготовления различных пиротехнических смесей, изделий из них, и сжигание их с целью достижения того или иного специального эффекта. Пиротехника - это наука о свойствах пиротехнических смесей, изделий, а также о способах виговлення последних. Пиротехнические смеси при горении (взрыве) дают световой, тепловой дымовой, звуковой и реактивный эффекты.


1. Состав пиротехнических смесей

Основа большинства пиротехнических смесей - это смеси окислителя (окислителя) и топлива (восстановителя). Во многих смесях топливо сгорает под действием кислорода, содержащего окислитель лишь частично; полное сгорание проходит под действием кислорода воздуха.

Окислителями служат следующие вещества:

  1. Соли нитраты (KNO 3, NaNO 3, Ba (NO 3) 2, Sr (NO 3) 2), хлораты (KClO 3, Ba (ClO 3) 2), перхлораты (KClO 4, NH 4 ClO 4), гексафтосиликаты (K 2 SiF 6, Na 2 SiF 6), хроматы (PbCrO 4, BaCrO 4), сульфаты (BaSO 4, CaSO 4), сульфиты, карбонаты и др..
  2. Оксиды (Fe 2 O 3, Fe 3 O 4, MnO 2, PbO 2, Pb 2 O 3, CuO) и пероксиды (BaO 2);
  3. Хлор-и фторорганические соединения (политрифторхлоретилен, тефлон, поливинилхлорид, гексахлорэтан, гексахлорбензол, гексахлорциклогексан).

Как топливо используют:

  1. Металлы ( Mg, Al, Ti, Fe, Cu, Sb) и их сплавы (Al-Mg, Fe-Ti и др..)
  2. Неметаллы ( сера, углерод в виде угля, графита, красный фосфор)
  3. Неорганические вещества ( сульфиды, салициды)
  4. Органические вещества ( уротропин, крахмал, целлюлоза, сахароза и др.)..

Кроме окислителя и горючего в состав пиротехнических смесей вводят цементаторы - органические полимеры, которые обеспечивают механическую прочность уплотненных (прессованных) смесей, катализаторы, которые ускоряют или замедляют процесс горения; флегматизатора - вещества, которые уменьшают чувствительность смесей к трения или удара; вещества технологического назначения ( например, растворители для цементатора и др.).. Кроме того, в смеси цветных (сигнальных) огней вводят вещества, которые окрашивают пламя в характерный цвет; в дымовые смеси - дымообразующей вещества. В некоторых случаях один и тот же компонент может выполнять несколько различных функций. Например, цементатора всегда выполняет в смеси функции горючего, а иногда - замедлителя горения; нитрат стронция является окислителем и одновременно окрашивает пламя в красный цвет. Пиротехнические составы на основе хлоратов и перхлоратов обладают взрывчатыми свойствами.


2. Требования, которые ставят в пиротехнических смесей и изделий из них

Основное требование, касающееся пиротехнических смесей и изделий из них - это получение максимального специального эффекта. Для различных средств специальный эффект обусловлен различными факторами. Пиротехнические средства должны быть безопасными при использовании и хранении. Эффект, получаемый при действии пиротехнических средств, не должен ухудшаться при их длительном хранении. Пиротехнические смеси должны иметь достаточно большую плотность, обладать максимальным специальным эффектом при использовании небольшого количества компонентов, физической и химической стойкостью при хранении, оптимальной чувствительностью к тепловым и механическим воздействиям, минимальными взрывчатыми свойствами, а также характеризоваться несложным технологическим процессом изготовления.


3. Производство пиротехнических изделий

Производство пиротехнических изделий из-за высоких требований к качеству продукции, а также пожаробезопасность и взрывобезопасности смесей представляет собой довольно сложный технологический процесс, который включает следующие фазы:

  1. Подготовка компонентов (вскрытия тары, контрольное просеивание металлических порошков, дробления, сушки и измельчения окислителей, измельчения и помола цементатора и технологических приложений);
  2. Изготовление смесей (весовое или объемное дозирование компонентов, смешивания, провялювання, грануляции, сушки или полимеризация смесей);
  3. Формирование зарядов (шашек, факелов) прессованием, литьем или шнекуванням;
  4. Сбор пиротехнических изделий и их упаковка;
  5. Изготовление бумажных, пластмассовых, металлических корпусов и укупорки.

Общие требования, которым должно отвечать любое пиротехническое производство, это:

  1. чистота производственных помещений, исключения попадания в смеси различных примесей;
  2. использования взрыво-и пожаробезопасное оборудование;
  3. нормальная относительная влажность и температура в помещениях (влажность - не более 65%, температура 20-25 С);
  4. соблюдение при исполнении пиротехнических действий плавили по технике безопасности.

4. Применение пиротехнических смесей

Пиротехнические смеси используют в военном деле для снаряжения специальных видов боеприпасов, имитации взрывов, задымления и в учебных целях. В промышленности пиротехнические смеси используют для изготовления металлов и сплавов, и газов. В сельском хозяйстве - для борьбы с вредителями, дезинфекции и разсиювання града. На транспорте используют сигнальные (цветного огня) смеси. В отдельных случаях пиротехническими средствами пользуются при научных исследованиях. Кроме того, пиротехнические смеси используют при съемке фильмов и для изготовления фейерверков.


5. Виды пиротехнических смесей

Осветительные смеси

Горение осветительной смеси сопровождается ярким свитиня в видимой части спектра. Эти смеси используются при разведке, наблюдении, бомбометании, наведении на цель и должны давать максимальную силу света в течение заданного времени. В зависимости от цели применения время действия боеприпаса может составлять от 5 с до 5 мин. В состав смеси входят окислитель - нитрат бария или натрия, металлическое топливо - порошки Al, Mg или сплав Al-Mg и цементатора, например, смолы.

Фотосмеси

Фотосмеси предназначаются для получения световых импульсов (вспышек) очень малой продолжительности, обычно несколько десятых секунды. В военном деле фотосмеси снаряжают фотобомбы, которые применяются для ночного воздушного фотографирования. Чаще фотосмеси готовят путем смешивания порошка магния и других высококалорийных металлов (циркония, титана, магниевых сплавов) с различными солями - окислители.

Трассирующие смеси

Трассирующие смеси позволяют увидеть траекторию полета пуль, снарядов, некоторых ракет, при этом оставляют огневой или дымовой след. Для снаряжения трассирующих средств используют смеси, по составу приближении к смесям белого и цветного огня, инфракрасного излучения и цветного дыма.

Смеси сигнальных огней

Эти пиротехнические смеси широко используются в военном деле (сигнализации) и при изготовлении фейерверков. Горение их может быть равномерным или пульсирующим. Фейерверочные смеси должны обеспечивать максимальную яркость и оригинальность фейерверка, сигнальные - чистоту цвета сигнала с максимально возможного расстояния. Цветное пламя получают при излучении определенных атомов (желтое пламя - Na) или молекул (красное - SrCl, зеленый - BaCl, синее - CuCl). Последние вводятся в смесь в виде солей - нитратов, карбонатов или оксалатов, а хлорирующими агент - в виде хлорорганических веществ. Горючим служат смолы, уротропин, порошки Al, Mg или Al-Mg. Существуют также смеси цветных огней на основе нитратов целлюлозы или ее продуктов (бездымных порохов)., Смеси цветного огня.

Зажигательные смеси

Это пиротехнические смеси, горение которых сопровождается образованием высокотемпературного пламени и шлаков, способных зажигать другие смеси или материалы.

Смеси маскирующих дымов

Смеси маскирующих дымов при геосистем выделяют густой белый, серый или черный дым и служат для маскировки боевой техники или / и личного состава.

Смеси цветных дымов

Смеси состоят и т.н. термической смеси (окислитель и горючее), красителя и полумягасника. Окислителем служит хлорат калия, горючим - молочный сахар, тиомочевина, дициандиамид, красителями - родамин, индиго, аурамин.

Твердое пиротехническое топливо

Пиротехнические реактивные смеси, идущих на изготовление твердотопливных ракет.

Черный порох

Черный порох - смесь нитрата калия, серы и угля в соотношении 75:10:15.


Литература

  1. Ellern H. Military and Civilian Pyrotechnics. New York, 1968.
  2. Шидловский А.А. Основы пиротехнике. Москва, 1973.
  3. Conkling JA Chemistry of Pyrotechnics: Basic Principles and Theory. New York, 1985.
  4. Мадякин Ф.П. (Ред.) Краткая энциклопедия по пиротехнике. Казань, 1999.
  5. Журкова Б.П. (Ред.) Энергетические конденсированные системы. Москва, 2000.
  6. Фатеев В.Н., Лапин С.М., Давыдова Е.А. Пиротехника. Киев, 2005.
  7. Ledgard JB The Preparatory Manual of Black Powder and Pyrotechnics. Washington, 2006.

См.. также


код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам