Основы пиротехники (стр. 44 )

В качестве примера приведем рецепта %:

натрат калия... 37 магний..... 30 оксалат натрия. . 30 связующее.... 3

Такой состав при горении выделяет значительное количество тепла, удельная светосумма его -~4 000 с-св/г.

Во время второй мировой войны в Германии использовался состав ,(в %):

нитрат натрия. . 56 магний..... 17 Поливинилхлорид. . 27

Сила света звездок диаметром 22 мм, изготовленных из этого состава, равна 11 000 ов [:кд].

В американских составах сигнальных огней часто используют в качестве окислителя перхлорат калия. Примером может служить состав: 19% Mg, 50% КС104, 15% Na2C2O4, 7% C2Cl6, 9% гильсонита (асфальтит).

Применение в составах желтого огня хлорорганичеоких веществ, по-видимому, не обязательно, так как желтый огонь имеет атомарный характер свечения.

§ 5. СОСТАВЫ КРАСНОГО ОГНЯ

Красное пламя создается исключительно введением в состав соединений стронция. Свечение атомарного стронция не может быть использовано, так как его излучение приходится на коротковолновую часть спектра (линия 0,461 мкм).

Оксид стронция (SrO) дает широкую размытую полосу в оранжево-красной части спектра с максимумом излучения около 0,60 мкм. Идентичный спектр дает и нитрат стронция.

Пламя, получающееся при излучении оксида стронция, имеет лишь розовую окраску, так как вследствие его малой летучести (выше 2500° С) создать в пламени значительную концентрацию паров оксида стронция трудно.

Хлористый стронций при высокой температуре диссоциирует, образуя монохлорид стронция и отщепляя свободный хлор:

2SrCl2=2SrCl+Cl2.

Спектр SrCl показывает характерные дублетные полосы. Относительная интенсивность этих полос равна:

Х 103 мкм. . 688 674 661 648 636 /...... 3 10 10 10 10

Хлорид стронция SrCl2 плавится при 870° С; выше этой температуры он обладает значительной упругостью паров. Температура его кипения, вычисленная методом экстраполяции, составляет ~ 1250° С. В атмосфере кислорода при нагревании он постепенно переходите SrO.

Фторид стронция имеет в видимой части спектра две системы полос: в красно-оранжевой от 0,68 до 0,63 мкм и в желто-зеленой — от 0,59 до 0,56 .мкм; последнее обстоятельство исключает возможность его применения в составах красного огня.

Составы красного огня создаются только на основе излучения оксида или монохлорида стронция, причем излучение последнего гораздо интенсивнее и, кроме того, лежит ближе к крайней красной части спектра.

Этим объясняется стремление ввести хлор во все составы красного огня.

Хлорид стронция редко применяется из-за его гигроскопичности. Гигроскопическая, точка SrCl2*бН2О равняется 65,6%.

Хлорат стронция дает в пламени излучение, аналогичное хлориду стронция, но применять его нецелесообразно из-за гигроскопичности и большой чувствительности составов, изготовленных с его участием, к механическим импульсам.

Чаще всего хлор вводится в составы в виде перхлората или хлората калия или хлорорганических соединений.

В качестве солей, окрашивающих пламя, кроме нитрата стронция, применяют также карбонат, оксалат или гораздо реже сульфат стронция; свойства этих солей приведены в табл. 1,4.2.

Все указанные в таблице соли стронция очень трудно растворимы в воде.

Рецепты некоторых составов приведены в табл. 14.3.

Таблица 14.2

	Содержание	Плотность
Вещество, формула	стронция,	соли,	Примечание
	вес. %	г/см3
Карбонат SrСОз	70	3,6	Диссоциирует полно
			стью при 1300°С на SrO
			И С02
Оксалат SrC2O4*HzO	53	—	При 150°С полностью
			теряет воду
			Разложение безводной
			соли начинается при
			200° С
Сульфат SrS04	56	3,9	Разложение начинается
			при 1130° С; температура
			плавления 1605°С

Таблица 14.3

Рецепты составов красного огня

Компоненты	Номера составов и процентное содержание компонентов
1	2	3	4	5	6
Хлорат калия......	60 -- 25 -- -- 15 -- -- -- --	60 -- -- 25 -- 15 -- -- -- --	-- 30 -- -- 40 5 5 -- -- 20	-- 57 -- -- 23 -- -- 20 -- --	-- 52 -- -- 20 -- -- 15 13 --	-- 55 -- -- 30 -- -- 15 -- --
Нитрат стронция.....
Карбонат стронция.... Оксалат стронция....
Связующее (смола) .... Гексахлорбензол.....
Моностирол......
Перхлорат калия.....

Чистота цвета пламени составов 1—2 находится в пределах 80—90%; связующим IB них является идитол. Состав 3 заимствован из [118].

Звездки диаметром 22 мм, из состава 4, дают силу света около 10000 ов (кд).

Затвердевание (полимеризация) содержащегося в составе 5 моностирола осуществляется введением в него катализатора— четыреххлористото олова.

Составы красного огня выгодно создавать с отрицательным кислородным балансом, так как наличие в пламени восстановительной атмосферы, препятствующей окислению SrCl в SrO, способствует увеличению чистоты цвета пламени.

Наличие в пламени избытка свободного хлора сдвигает равновесие влево:

2SrCl+02=2SrO+Cl2.

и тем самым также способствует улучшению цвета пламени. Полезно вводить в составы красного огня хлорорганические соединения (поливинилхлорид, гексахлорбензол и др.). В этом случае перхлораты (или хлораты) могут быть полностью заменены другими окислителями, что понижает чувствительность составов к механическим воздействиям.

Хлорорганические соединения должны содержать максимальное количество. хлора (,не менее 50%), быть негагросколичными и нелетучими при комнатной температуре.

Соединения кальция придают пламени красновато-оранжевый цвет и в составах красного огня не могут быть иопользованы.

§ 6. СОСТАВЫ ЗЕЛЕНОГО ОГНЯ

Зеленое пламя в пиротехнике получается чаще всего при использовании соединений бария.

Атомарный барий дает ряд линий в различных частях спектра, и потому излучение его не может быть использовано.

Оксид бария (ВаО) — высоколлавящееся и труднолетучее соединение — дает широкие размытые полосы в желтой и зеленой частях спектра. Пламя при введении в него ВаО окрашивается в тусклый желто-зеленый цвет.

Идентичный спектр дает IB пламени и нитрат бария.

Хлористый барий диссоциирует в пламени, образуя монохлорид бария и отщепляя свободный хлор:

2BaCl2=2BaCl+Cl2.

Спектр испускания BaCI состоит из многочисленных полос в зеленой части спектра.

Температура плавления хлористого бария, BaCl2, 960° С; температура его кипения, вычисленная путем экстраполяции, равна 1835° С.

В окислительном пламени может протекать реакция взаимодействия монрхлорида бария с кислородом с образованием оксида бария:

2BaCl+02=2BaO+Cl2.

Наличие этой реакции ведет к значительному ослаблению зеленого цвета в пламени.

Хлорат бария дает в пламени спектр, идентичный со спектром хлорида бария.

Фтористый барий при нагревании диссоциирует с отщеплением фтора, образуя монофторид бария, BaF. Последний имеет ряд

' В японских фейерверочных составах для получения зеленого пламен используются также соединения бора или меди.

полос излучения в зеленой и. красной частях спектра, что, естественно, исключает возможность его применения.

Получение хорошего чисто зеленого пламени может быть осуществлено только на основе излучения монохлорида бария. Следовательно, в составы обязательно должны входить соединения, содержащие хлор.

Обычно в составы зеленого огня из содержащих хлор веществ входят: 1) хлорат бария; 2) перхлорат или хлорат калия; 3) хлорортанические соединения.

Реакция горения состава: хлорат бария — 89%, идитол — 11%, может быть выражена уравнением

5Ва(С10з)2-Н20+С1зН1202=5ВаС12-1ЗС02+11Н20.

Чистота цвета пламени состава равна 70—80°/о; состав этот обладает высокой чувствительностью и значительными взрывчатыми свойствами и в настоящее время не изготовляется.

Рецепт состава с хлоратом калия: 27% хлората калия, 53% нитрата бария, 20% шеллака.

Чувствительность такого состава сравнительно невелика, но и цвет пламени только желто-зеленый.

Замена в составах зеленого огня с хлоратом калия смолы серой заметно улучшает цвет пламени, но вместе с тем составы становятся очень чувствительными, а при недостаточно чистой сере и склонными к самовоспламенению.

Введение в составы зеленого огня хлорорганических веществ создает в пламени высокую концентрацию хлора и тем самым способствует улучшению окраски пламени.

Приведем рецепты составов, не содержащих хлоратов и потому мало опасных в обращении:

Состав 1

Нитрат бария. . 40%

Магний.... 28%

Гексахлорбензол. ЗО%

Льняное масло. . 2%

Состав 2

Нитрат бария. . 59%

Магний . ... 19%

Поливинилхлорид. 22%

- Сила света звездки диаметром 22 мм, из состава 2, равна ~3500 св.

Американские составы зеленого огня часто содержат перхлорат калия. Например [.118]: Mg—26%, Ва(NОз)2—15%, КС104— 16%, С6С16—7%, Cu0—2%, масло (растительное) —2%, гильсонит (асфальтит) —2%.