ПИРОТЕХНИ́ЧЕСКИЕ СОСТА́ВЫ
-
Рубрика: Химия
-
Скопировать библиографическую ссылку:
ПИРОТЕХНИ́ЧЕСКИЕ СОСТА́ВЫ (от греч. πῦρ – огонь и техника), смеси веществ, горение которых сопровождается световыми, тепловыми, дымовыми, реактивными и звуковыми эффектами, применяемые в воен. целях, а также используемые в пром-сти, с. х-ве, индустрии развлечений и пр. Наряду со взрывчатыми веществами П. с. относятся к энергетическим конденсированным системам.
В воен. целях применяются осветительные (сила света пламени 104–109 кд, что используется для освещения больших участков местности, аэрофотосъёмки), трассирующие (скорость горения неск. мм/c с образованием белого или цветного пламени, позволяющего наблюдать траекторию полёта быстро движущихся объектов), сигнальные (образуют при горении цветное пламя или дым, видимые на расстоянии до нескольких км) П. с., а также зажигательные составы и дымовые составы. П. с. используются в осветительных, зажигательных и дымовых бомбах и снарядах, трассирующих пулях и снарядах, в учебно-имитационных средствах, употребляемых как на манёврах и учениях, так и в боевой обстановке для имитации на поле боя действия атомных бомб, в фугасных снарядах и бомбах, для создания и имитации пожаров, постановки маскирующих и ослепляющих аэрозольных (дымовых) завес, целеуказания объектов противника и т. д. Известны также П. с. инфракрасного излучения, применяемые для слежения за полётом ракет и в качестве ложных тепловых целей.
В пром-сти П. с. используют для сварки рельсов, труб, электрич. проводов, а также при произ-ве разл. сплавов (пример – использование термитов для произ-ва Мn, Сr, V, W, ферросплавов и др. в металлотермии). П. с. могут служить для получения кислорода (хлоратные шашки), водорода и др. газов (пиротехнические источники газов), а также при произ-ве спичек, создании натриевых и бариевых облаков при исследованиях верхних слоёв атмосферы, при киносъёмках и для изготовления фейерверков. В с. х-ве П. с. используют для окуривания растений, борьбы с вредителями, дезинфекции помещений для хранения продуктов питания, винных бочек (серные шашки), предотвращения выпадения града (противоградовые составы) и т. д.
Основа большинства П. с. – смесь окислителя с горючим. В большинстве П. с. горючее только частично сгорает за счёт действия кислорода окислителя; полное сгорание происходит за счёт кислорода воздуха. Горючим в П. с. являются гл. обр. металлы (Mg, Al и их сплавы, реже Ti, Zr, Zn), неметаллы (Р, S, C), углеводородные смеси (бензин, керосин, мазут), углеводы (крахмал), древесные опилки; в дымовых составах – органич. вещества (антрацен); в трассирующих – порошок циркония; в звуковых – цинковая пыль и алюминий. Окислителями в П. с. чаще всего служат кислородсодержащие соли – нитраты, хлораты, перхлораты (напр., NaNO3, KNO3, KClO3, KClO4, NH4ClO4). В термитных П. с. в качестве окислителей используются оксиды и пероксиды металлов: Fe3O4, MnO2, BaO2, PbO2 и др. Известны П. с., генерирующие повышенный поток излучения в инфракрасной области спектра: SrO2 (34,5%), BaO2 (34,5%), MgCO3 (10%), резинат кальция (10%), кремний (1%), Ba(NO3)2 (10%).
Кроме окислителя и горючего в состав П. с. входят: связующие вещества, придающие спрессованным смесям необходимую механич. прочность; флегматизаторы и стабилизаторы, обеспечивающие безопасность при произ-ве, уменьшающие чувствительность составов к трению или удару и увеличивающие сроки их хранения; соли и органич. красители – для получения окрашенного пламени и сигнального дыма; вещества, усиливающие излучение пламени, ускорители и замедлители горения – для достижения требуемого эффекта. Большинству П. с., в особенности содержащих хлораты и перхлораты, присущи взрывчатые свойства.
Осн. требование к П. с. – получение при действии пиротехнич. средства макс. эффекта, который зависит от степени измельчения компонентов, тщательности их смешения, степени уплотнения П. с., а также от конструкции применяемого изделия. Приготовление, смешение компонентов П. с. и их уплотнение являются пожаро- и взрывоопасными операциями. Снаряжение П. с. корпусов картонных, металлич. гильз, снарядов и бомб производится на спец. прессах, шнекованием или заливкой. Процесс горения П. с. характеризуется наличием подвижной зоны реакции, отделяющей ещё не прореагировавшие (холодные) вещества от продуктов реакции, и отсутствием скачка давления в зоне реакции (в пламени). Этим процессы горения П. с. существенно отличаются от процессов взрыва. Возникновение горения достигается непосредственным воздействием воспламенительными составами, дымным порохом или огнепроводным шнуром. Теплота сгорания П. с. (содержащих окислители) 1,2–8,4 МДж/кг, темп-ра горения от 400 до 3500 °С; скорость горения спрессованных П. с. от 0,5 до 20 мм/с (при давлении 0,1 МПа).
Использование П. с. началось в Китае (изготовление фейерверков относят к 7 в.); в России П. с. получили распространение в 17 в. В годы 1-й и 2-й мировых войн П. с. нашли широкое применение при проведении воен. операций.