Пиротехникалық құрамы: классификациясы, құрамдас бөліктері, қолданылуы

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Пиротехникалық композиция - өздігінен жүретін экзотермиялық химиялық реакциялар нәтижесінде жылу, жарық, дыбыс, газ, түтін немесе олардың комбинациясы түріндегі әсер ету үшін арналған зат немесе компоненттер қоспасы. детонациясыз өтеді. Мұндай процесс сыртқы көздерден келетін оттегіге тәуелді емес.

Пиротехникалық құрамдардың классификациясы

Оларды әрекет бойынша бөлуге болады:

• Отты.
• Түтін.
• Динамикалық.

Алғашқы екі топты кішірек түрлерге бөлуге болады.

Отты: жарықтандырғыш, түнгі сигнал, бақылау құралы және кейбір тұтанғыш.

Түтін тобына күндізгі сигнал беруге және бүркемелеуге (тұман) арналған композициялар кіреді.

Пиротехниканың негізгі түрлері

Жоғарыдағы әсерді (жарық, дыбыс, т.б.) мына құрамдастардың көмегімен жасауға болады:

• Ұнтақ жарқыл - өте тез жанып, жарылыстар немесе жарқыраған жарықтар тудырады.
• Паток - ұнтақтыға қарағанда баяу жанады, көп мөлшерде газ шығарады.
• Қатты отын - зымырандар мен снарядтар үшін кинетикалық энергия көзі ретінде пайдаланылатын көптеген ыстық буларды шығарады.
• Пиротехникалық инициаторлар - басқа композицияларды тұтандыру үшін пайдаланылатын көп мөлшерде жылу, жалын немесе ыстық ұшқын шығарады.
• Шығару зарядтары - тез жанып кетеді, қысқа уақыт ішінде көп газ шығарады, контейнерлерден пайдалы жүктерді босату үшін қолданылады.
• Жарылғыш зарядтар - тез жанады, қысқа уақыт ішінде көп мөлшерде газ түзеді, контейнерді ұсақтау және ішіндегісін төгу үшін қолданылады.
• Түтін композициялары - баяу жанады, тұман тудырады (қарапайым немесе түрлі-түсті).
• Кідіртілген пойыздар - тұрақты тыныш жылдамдықпен жанып тұрады, олар өрт сөндіруге кідірістерді енгізу үшін қолданылады.
• Пиротехникалық жылу көздері - көп мөлшерде жылу шығарады және іс жүзінде газдарды таратпайды, баяу жанады, көбінесе термит тәрізді.
• Ұшқындар - ақ немесе түсті ұшқын шығарады.
• Жыпылықтайды - баяу жанады, жарықтандыру немесе сигнал беру үшін пайдаланылатын жарықтың көп мөлшерін жасайды.
• Түрлі-түсті отшашу композициялары - ашық, ақ немесе түрлі-түсті ұшқындар шығарады.

Қолданба

Пиротехникалық құрамдар мен бұйымдардың кейбір технологиялары өнеркәсіпте және авиацияда үлкен көлемдегі газды (мысалы, қауіпсіздік жастықшаларында), сондай-ақ әртүрлібекіткіштер және басқа да осыған ұқсас жағдайларда. Олар сондай-ақ үлкен шу, жарық немесе инфрақызыл сәулелену қажет болған кезде әскери өнеркәсіпте қолданылады. Мысалы, алдамшы зымырандар, алаулар және электрлік гранаталар. Реактивті материал композицияларының жаңа класын қазір әскерилер зерттеп жатыр.

Көптеген пиротехникалық қосылыстар (әсіресе алюминий мен перхлораттар бар) үйкеліске, соққыға және статикалық электр тогына өте сезімтал. Тіпті 0,1-10 миллиджоуль ұшқын белгілі бір әсерлерді тудыруы мүмкін.

Панта

Бұл атақты қара ұнтақ. Бұл күкірт (S), көмір (С) және калий нитратының (селитра, KNO 3) қоспасынан тұратын ең ерте белгілі химиялық жарылғыш зат. Алғашқы екі компонент отын ретінде әрекет етеді, ал үшіншісі тотықтырғыш болып табылады. Ұнтақ өзінің тұтандырғыш қасиетіне және шығаратын жылу мен газдың мөлшеріне байланысты атыс қаруы мен артиллериядағы отынды зарядтарды өндіруде кеңінен қолданылады. Сонымен қатар, ол карьерлерде, тау-кен өнеркәсібінде және жол құрылысында ракеталар, отшашулар және жарылғыш құрылғылар жасауда қолданылады.

Көрсеткіштер

Мылтық 7 ғасырда Қытайда ойлап табылды және 13 ғасырдың аяғында Еуразияның көп бөлігіне тарады. Бастапқыда даосшылар емдік мақсатта әзірлеген ұнтақ біздің эрамыздан 1000 жыл шамасында соғыста қолданылған.

Мылтық келесіге бөлінедісалыстырмалы түрде баяу ыдырау жылдамдығына және төмен брезентке байланысты шағын жарылғыш зат ретінде.

Жарылыс күші

Снарядтың артына оралған мылтықтың тұтануы ауызды жоғары жылдамдықпен атуға жеткілікті қысым жасайды, бірақ мылтық ұңғысын жарып жіберуге күші жетпейді. Осылайша, мылтық жақсы отын болып табылады, бірақ оның жарылғыш күші төмен болғандықтан тасты немесе бекіністерді бұзуға жарамайды. Жеткілікті энергияны (жанып тұрған заттан зеңбірек оқының массасына, содан кейін соқтығыс оқтары арқылы нысанаға) беру арқылы бомбалаушы ақырында жаудың нығайтылған қорғанысын жеңе алады.

Мылтық снарядтарды толтыру үшін кеңінен қолданылды және бірінші жарылғыш заттар сыналған 19 ғасырдың екінші жартысына дейін тау-кен және құрылыс жобаларында қолданылды. Тиімділігі салыстырмалы түрде төмен болғандықтан (динамит және аммоний нитраты немесе мазут сияқты жаңа баламалармен салыстырғанда) ұнтақ бұдан былай заманауи қару-жарақ пен өнеркәсіптік қолданбаларда қолданылмайды. Бүгінгі күні ұнтақ атыс қарулары негізінен аң аулау, нысана атумен шектеледі.

Пиротехникалық жылу көзі

Пиротехникалық композициялар – қолайлы тұтандырғышы бар жанғыш заттарға негізделген құрылғы. Олардың рөлі бақыланатын жылу мөлшерін өндіру болып табылады. Пиротехникалық көздер әдетте термит тәрізді (немесе құрамын баяулататын) отын тотықтырғыштарға негізделген,қалаған температурада жоғары жылу шығару және газдың аз болуы немесе болмауы.

Оларды бірнеше жолмен белсендіруге болады. Электрлік сіріңкелер мен соққы қақпақтары ең көп таралған.

Пиротехникалық жылу көздері көбінесе аккумуляторларды белсендіру үшін пайдаланылады, мұнда олар электролитті балқытуға қызмет етеді. Дизайндың екі негізгі түрі бар. Біреуі сақтандырғыш жолағын пайдаланады (барий хроматы және керамикалық қағаздағы ұнтақ цирконий металы бар). Термиялық пиротехникалық түйіршіктеу композициялары жануды бастау үшін оның жиегіне өтеді. Жолақ әдетте токты пайдаланатын электр тұтандырғышпен немесе ашамен іске қосылады.

Екінші дизайн батарея жинағындағы орталық саңылауды пайдаланады, оған жоғары қуатты электр тұтандырғыш жанғыш газдар мен қыздыру шамдарының қоспасын шығарады. Орталық тесігі бар дизайн белсендіру уақытын айтарлықтай қысқартуы мүмкін (ондаған миллисекундтар). Салыстыру үшін жиегі жолағы бар құрылғыларда бұл көрсеткіш жүздеген миллисекундтарды құрайтынын ескереміз.

Батареяны қосу мылтық тәрізді соққы праймерімен де орындалуы мүмкін. Экспозиция көзі газсыз болғаны жөн. Әдетте пиротехникалық қоспалардың стандартты құрамы темір ұнтағы мен калий перхлоратынан тұрады. Салмақ қатынасында бұл 88/12, 86/14 және 84/16. Перхлорат деңгейі неғұрлым жоғары болса, соғұрлым жылу шығару көп болады (номиналды 200, 259 және 297 калория/грамм). Темір-перхлоратты таблеткалардың мөлшері мен қалыңдығы жану жылдамдығына аз әсер етеді, бірақ олар әсер етедітығыздыққа, құрамға, бөлшектер өлшеміне әсер етеді және қалаған жылу шығару профилін реттеу үшін пайдалануға болады.

Қолданылатын басқа композиция - барий хроматы бар цирконий. Басқа қоспада 46,67% титан, 23,33% аморфты бор және 30% жуық барий хроматы бар. Сондай-ақ 45% вольфрам, 40,5% барий хроматы, 14,5% калий перхлораты және 1% винил спирті мен байланыстырғыш ацетаты бар.

Пиротехникалық құрамдардың металаралық компоненттерін түзу реакциялары, мысалы, бормен цирконий, газсыз жұмыс, гигроскопиялық емес мінез-құлық және қоршаған орта қысымынан тәуелсіздік қажет болған жағдайда қолданылуы мүмкін.

Жылу көзі

Ол пиротехникалық құрамның тікелей бөлігі болуы мүмкін, мысалы, химиялық оттегі генераторларында мұндай компонент тотықтырғыштың көп мөлшерімен қолданылады. Жану кезінде бөлінетін жылу термиялық ыдырауға жұмсалады. Суық жағуға қатысты композициялар түрлі-түсті түтін шығару үшін немесе пестицидтер немесе CS газы сияқты аэрозольді шашу үшін қолданылады, бұл қажетті қосылыстардың сублимациясының жылуын қамтамасыз етеді.

Жану өнімдерімен бірге бір фазалық ауысу температурасы бар қоспаны құрайтын композицияның фазалық баяулау компонентін жалын биіктігін тұрақтандыру үшін пайдалануға болады.

Материалдар

Пиротехникалық композициялар әдетте ұсақ қоспалардың біртекті қоспалары болып табыладыотын бөлшектері мен тотықтырғыштар. Біріншісі дәндер немесе үлпек болуы мүмкін. Әдетте, бөлшектердің бетінің ауданы неғұрлым жоғары болса, реакция және жану жылдамдығы соғұрлым жоғары болады. Кейбір мақсаттарда ұнтақты қатты материалға айналдыру үшін байланыстырғыш заттар қолданылады.

Отын

Типтік түрлері металдық немесе металлоидты ұнтақтарға негізделген. Құрам отынның бірнеше түрін көрсетуі мүмкін. Кейбіреулері байланыстырғыш ретінде де қызмет ете алады.

Металдар

Кәдімгі жанармайларға мыналар жатады:

• Алюминий - қоспалардың көптеген кластарында ең көп таралған отын, сонымен қатар жану тұрақсыздығын реттеуші. Бояғыштардың пайда болуына кедергі келтіретін қатты бөлшектері бар жоғары температуралы жалын, нитраттармен (аммиакты қоспағанда) әрекеттесіп, азот, аммиак және жылу оксидтерін түзеді (бөлме температурасында реакция баяу, бірақ 80 ° C-тан жоғары күшті, өздігінен тұтануы мүмкін).
• Магналий - бір металға қарағанда тұрақтырақ және арзанырақ алюминий-магний қорытпасы. Магнийге қарағанда реактивтілігі аз, бірақ алюминийге қарағанда тез тұтанғыш.
• Темір - алтын ұшқындар жасайды, жиі қолданылатын элемент.
• Болат – тармақталған сары-қызғылт сары ұшқындарды шығаратын темір мен көміртектің қорытпасы.
• Цирконий - NASA стандартты инициаторы сияқты жанғыш қоспалар үшін және жанудың тұрақсыздығын басу үшін пайдалы ыстық бөлшектерді шығарады.
• Титан - ыстық пиротехника мен қосылыстар шығарады, арттырадысоққыға және үйкеліске сезімталдық. Кейде Ti4Al6V қорытпасы пайдаланылады, ол сәл ашықырақ ақ ұшқындарды шығарады. Калий перхлоратымен бірге ол кейбір пиротехникалық тұтандырғыштарда қолданылады. Дөрекі ұнтақ әдемі тармақталған көк-ақ ұшқындар шығарады.
• Ферротитан - пиротехникалық жұлдыздарда, зымырандарда, кометаларда және субұрқақтарда қолданылатын жарқын ұшқындарды тудыратын темір-титан қорытпасы.
• Ферросилиций - кейбір қоспаларда қолданылатын, кейде кальций силицидін алмастыратын темір-кремний заты.
• Марганец - жану жылдамдығын бақылау үшін қолданылады, мысалы, кешігуі бар композицияларда.
• Мырыш – кейбір түтін композицияларында күкіртпен бірге қолданылады, ол зымырандарға әуесқойлық отын ретінде, сондай-ақ пиротехникалық жұлдыздарда қолданылады. Ылғалға сезімтал. Өздігінен тұтануы мүмкін. Негізгі отын ретінде сирек пайдаланылады (түтін құрамдарын қоспағанда), оны қосымша компонент ретінде пайдалануға болады.
• Мыс - басқа түрлермен көк бояғыш ретінде пайдаланылады.
• Жез – кейбір отшашу формулаларында қолданылатын мырыш пен мыстың қорытпасы.
• Вольфрам - композициялардың жану жылдамдығын бақылау және баяулату үшін қолданылады.

Пиротехникалық композицияларды өз қолыңызбен жасау қауіпті екенін атап өткен жөн.