Краткий курс пиротехники

Роль каждого из этих компонентов в составе различна. При вы­боре их следует учитывать характер тех продуктов, которые полу­чаются в результате реакции горения. Среди них обязательно должны быть газообразные продукты, без которых не может появиться пламя. Однако большое преобладание газообразных продуктов пони­зит температуру реакции и снизит световой эффект. Поэтому около половины всех продуктов реакции горения должны составлять твер­дые вещества. Для получения интенсивного белого цвета необходимо, чтобы среди этих твердых продуктов реакции были тугоплавкие вещества, способные излучать свет при температуре горения составов.

Для получения высокой степени экзотермичности реакции го­рения состава, которая способствует увеличению светоотдачи, при­меняют горючие с большой калорийностью. От окислителей для той же цели требуется затрата возможно меньшего количества тепла на их разложение; следовательно, желательны окислители с мини­мальной положительной теплотой образования.

Наиболее пригодными горючими для осветительных составов оказываются металлы — магний и алюминий. Они обладают срав­нительно высокой калорийностью.

Магний при окислении в MgO выделяет 146 кал/мол, алюминий при окислении в АI₂O₃ выделяет 385 кал/мол. Вследствие большего теплового эффекта, даваемого алюминием при окислении, составы с ним дают силу света, большую, чем составы с магнием. Однако присутствие алюминия вызывает искрение состава при горении.

Искрение может быть ф о р с о в ы м и ш л а к о в ы м. Форсовое искрение вызывается неполным сгоранием частиц алю­миния в составе; несгорающие частицы выносятся газами за пределы пламени и догорают в окружающем воздухе. Форсовый свет пони­жает силу света состава. Шлаковое искрение появляется вследствие разбрасывания раскаленных частиц твердых продуктов горения (шлаков), образующих искры.

Для уменьшения искрения применяют сильно измельченный алю­миний; он способствует более полному протеканию реакции горения. Кроме того, можно уменьшить скорость реакции и газовую фазу про­цесса, однако, уменьшая искрение, это вместе с тем снижает силу света.

В составах с магнием реакция горения протекает очень бурно, с большой скоростью вследствие большой реакционной способно­сти магния. Кроме того, магний кипит при температуре около 1100°, а следовательно, часть процесса окисления происходит в присут­ствии парообразного магния. Низкая температура испарения маг­ния приводит к тому, что некоторая часть магния в составах не используется по назначению: магний успевает испариться до сгора­ния. Для осветительных составов иногда используют смеси магния и алюминия или их сплавы.

В качестве окислителя для осветительных составов большей частью применяют азотнокислый барий. При горении составов с азотнокислым барием образуется окись бария, при температуре горения состава она излучает яркие линии и полосы в желто-зеленой части спектра. Таким образом, давая кислород для реакции горения, нитрат бария одновременно служит и пламенной добавкой.

Цементатор вводится в состав для придания механической проч­ности при прессовании и для уменьшения скорости реакции. Цементаторами в большинстве случаев служат органические смолы пли масла (олифа). Они сгорают за счет кислорода окислителя, образуя газообразные продукты. Увеличение при этом количества газо­образных продуктов реакции понижает температуру реакции и уменьшает ее скорость. Поэтому цементаторы и флегматизаторы сни­жают силу света, даваемую составом. Меньше других снижает све­товой эффект состава шеллак.

Как было сказано, наиболее часто употребляются осветительные составы, основанием которых служит двойная смесь: бариевая се­литра + металл (магний или алюминий).

Приведем рецепт состава, основанного на взаимодействии азотно­кислого бария и магния (в проц.):

Азотнокислого бария ………………………………………74

Магния…………………………………………………………20

Шеллака ………………………………………………………..6

Шеллак служит цементатором.

Аналогичный рецепт осветительного состава применяется для снаряжения английских осветительных снарядов (в проц.):

Азотнокислого бария ………………………….………. 66

Магния (в порошке)………………………………………30

Шеллака …………………………………………………...4

Рецепт состава с алюминием (в проц.):

Азотнокислого бария ………..…….…………………………68

Алюминия (в пудре) ……………….…………………………14

Алюминия (в порошке)……………………………………….14

Шеллака …………………………………………………………4

Часто применяется смесь металлов, например, в следующем со­ставе (в проц.):

Азотнокислого бария …………………………...……………75

Алюминия ……………………………………………………...18

Магния …………………………………………………………4

Олифы ………………………………………………………….. 3

В некоторые составы для улучшения реакции горения п для об­легчения воспламенения вводится пороховая мякоть, как, напри­мер, в составы, применяемые в снарядах системы Погребнякова¹ (в проц.):

Азотнокислого бария …………………………………………80

Алюминия ………………………………………………………15

Пороховой мякоти ……………………………………………...5

Олифы (сверх 100°) …………..…………………………..……6 ч.