Четверг, 02.05.2024, 15:41
Приветствую Вас Гость | RSS

KONDER 2009

Главная | Регистрация | Вход

Главная » Статьи » Химия » Пиротехника

Зажигательные составы (2)

7. Сплав «электрон»
Легкий сплав «электрон» содержит около 90% магния, а также алюминий, цинк, марганец и другие металлы. Примерный состав электрона для изготовления корпусов зажигательных бомб следующий:
1)Магния .....90,5%
Алюминия ....8%
Цинка и марганца.....1,5%
______________
2)Магния .......... 93,8%
Алюминия ......... 0,5%
Меди ............ 0,2%
Циика ........... 5,1%
Кремния .......... 0,2%
Железа .......... 0,6%
Сплав электрон имеет уд. вес 1,80—1,83 и обладает высокими механическими качествами. Температура плавления его 630—635° С. Он вполне стоек по отношению к щелочным растворам, но легко корродирует под действием даже слабых растворов кислот или аммониевых солей. При сгорании электрон развивает высокую температуру (до 2000° С) и выделяет значительное количество тепла (~6 ккал/г). Как зажигательное средство электрон применяется для изготовления различных зажигательных изделий и в первую очередь для изготовления корпусов мелких авиабомб (весом около 1 кг). Электрон в этих изделиях горит за счет кислорода воздуха. При этом образуется небольшое, ослепительно яркое белое пламя и выделяется некоторое количество белого дыма окиси магния. Воспламенение электрона осуществляется при помощи спрессованных или порошкообразных термитов или термитно-зажигательных составов, помещаемых внутри корпусов электронных бомб .На основании термохимических соображений можно предполагать, что окисление электрона может при горении его осуществляться не только за счет кислорода (и азота) воздуха, но и за счет кислорода, содержащегося в соприкасающейся с ним древесине.

8. Фосфор и его соединения
Фосфор, его растворы и соединения применяются обычно для зажжения легковоспламеняющихся материалов. Основное преимущество белого фосфора перед другими зажигательными веществами заключается в том, что он в мелкораздробленном состоянии самовоспламеняется и сгорает на воздухе:
4Р + 502 = 2Р205
При сгорании образуется желтовато-белое пламя и выделяется большое количество весьма устойчивого на воздухе белого дыма— пятиокиси фосфора. Как указывает А. П. Горлов, фосфорные мины или ручные гранаты оказались весьма эффективными в окопной борьбе. Взрыв таких мин, создавая большое количество дыма, действует на противника деморализующе. Мельчайшие брызги расплавленного горящего фосфора, прожигая одежду и поражая тело, наносят тягчайшие поражения коже. Белый фосфор представляет собой мягкое воскоподобное вещество бледножелтого цвета. Уд. вес его 1,83, температура плавления 44° С, температура кипения 290° С. Основными недостатками белого фосфора как зажигательного вещества являются низкая температура горения (не выше 1000° С), а также трудности, возникающие при снаряжении им соответствующих изделий; заливка белого фосфора в зажигательные изделия во избежание его самовоспламенения должна производиться под водой. Следует также отметить, что белый фосфор очень ядовит (доза 0,1 г белого фосфора является смертельной). Значительно менее активный красный фосфор весьма редко применяется в качестве зажигательного вещества. В некоторых случаях, однако, зажигательные изделия снаряжаются смесью красного и белого фосфора.
Растворы фосфора.
Лучшим растворителем для белого фосфора является сероуглерод (100 г насыщенного раствора при 0°С содержат 81 г фосфора); кроме того, белый фосфор хорошо растворим во многих органических растворителях, например в бензоле, скипидаре и др. При испарении раствора фосфора в CS2 (весьма летучем растворителе) остающиеся на облитом предмете мельчайшие частицы фосфора легко воспламеняются на воздухе и поджигают окружающие их пары сероуглерода. Для замедления процесса горения в раствор фосфора в сероуглероде добавляют иногда жидкие нефтепродукты, дегтярное масло, нитросоединения и другие вещества. Красный фосфор в сероуглероде не растворим.
Соединения фосфора.
Из соединений фосфора чаще других применяются в качестве зажигательных веществ сульфиды фосфора и в первую очередь сесквисульфид P4S3. Некоторые свойства сульфидов фосфора показаны в таблице.

Формула соединения

Содержaние фосфора в %

Удельный вес

Температура

Примечание

плавления в °С

кипения в °С

PS6

19,0

-

314

-

Существование соединений PS6 и P4S5 многими авторами не признается достаточно достоверным.

Р4S10

27,9

2,06

290

514

P4S7

35,6

35,6

310

523

P4S5

43,7

-

296

-

P4S3

56,3

2,09

172

408

P4S3 хорошо растворяется в CS2 (100 г CS2 при 0° С растворяют 27 г P4S3) хуже—в бензине. Чистый P4S3 при комнатной температуре устойчив по отношению к воде, в кипящей воде разлагается с выделением сероводорода. Высшие сульфиды P4S7 и P4S10 не устойчивы по отношению к воде (разлагаются с выделением H2S); хуже, чем P4S3, растворяются в сероуглероде и других растворителях. При смешении при комнатной температуре белого фосфора с серой образуется жидкий сплав; содержание фосфора в эвтектике, затвердевающей при температуре —7 С, составляет примерно 75%. Сплав P4S3 с фосфором дает эвтектику, затвердевающую при —40° С.
Фосфиды.
Фосфид кальция в сухой атмосфере совершенно устойчив, во влажном же воздухе или при смачивании водой он разлагается на гидрат окиси кальция и фосфористый водород:
Са3Р2 + 6Н2О = ЗСа(ОН)2 + 2РН3.
Фосфористый водород ввиду наличия в нем, кроме РН3, еще и других фосфинов (Р2Н2) самовоспламеняется на воздухе. По внешнему виду Ca3P2 представляет собой красно-бурые кристаллы, уд, вес 2,5. В настоящее время фосфид кальция чаще применяется не в качестве зажигательного вещества, а для снаряжения им специальных сигнальных изделий во флоте. Фосфид магния по своим свойствам аналогичен фосфиду кальция, но при своем разложении водой выделяет несколько большее количество тепла.

9. Огнеметные смеси
Огнемет нашел боевое применение впервые во время первой империалистической войны в 1915 г. С помощью огнеметов выбрасывали струю пламени. Дальность действия огнеметной струи не превышала 40 м. Во второй мировой войне в 1940 г. немцы также использовали огнеметы. Радиус действия огнеметной струи, выбрасываемой легким танком, составлял по сообщениям иностранной печати, 50—75 м. К огнеметным жидкостям должны быть предъявлены следующие требования:
1) жидкость должна иметь возможно больший удельный вес (для обеспечения необходимой дальности действия струи);
2) должна безотказно воспламеняться от соответствующего запального приспособления;
3) развивать при своем сгорании максимальную температуру;
4) не должна слишком быстро гореть на воздухе (при быстром горении лишь незначительное количество ее достигнет цели).
В качестве огнеметных жидкостей чаще всего употребляются смеси различных жидких углеводородов или масел. Так, например, в США употреблялась для огнеметания смесь следующего состава: 70% солярового масла (уд. вес 1,04) и 30% сырого бензина (уд. вес 0,76). Другая огнеметная смесь содержала 25% бензина, 25% керосина и 50% нефти. Также использовались для целей огнеметания и загущенные горючие жидкости типа напалма. Раствор фосфора в CS2 в качестве огнеметной жидкости не нашел значительного применения. Температура пламени, образующегося при горении огнеметной струи из жидких нефтепродуктов, не превышает 700—900° С. Согласно патентным сообщениям, повышение температуры в пламени огнеметной струи может быть достигнуто введением в нефтепродукты значительного количества магниевого порошка (до 50—60%) и одновременно добавлением 10% безводного сульфата натрия. Воспламенение огнеметной струи осуществляется при помощи специального запального патрона.

10. Прочие зажигательные вещества и смеси
Из простых веществ, кроме магния и фосфора, в качестве зажигательных веществ нашли применение щелочные металлы - калий и особенно натрий. Основное преимущество металлического натрия перед другими зажигательными веществами заключается в том, что он бурно реагирует с водой, выделяя водород:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2+135 ккал.
При известных условиях водород может образовать с воздухом гремучую смесь, при взрыве которой частицы воды и горящего щелочного металла разбрасываются во все стороны и увеличивают число очагов пожара. Недостатками щелочных металлов как зажигательных веществ являются:
1) малый удельный вес (натрия — 0,97; калия — 0,86) и
2) значительная инертность по отношению к сухому воздуху.
Щелочные металлы в сухом воздухе зажигаются с трудом и, даже загоревшись, легко могут потухнуть. Температура горения щелочных металлов на воздухе невысока (не более 1000° С). Щелочные металлы в зажигательных изделиях применяются исключительно в комбинации с другими зажигательными веществами или составами: фосфором, жидкими нефтепродуктами, отвержденным горючим и термитом. Технология снаряжения зажигательных изделий металлическим натрием или калием несколько осложняется тем обстоятельством, что эти металлы во избежание их окисления во влажном воздухе приходится хранить в керосине. Металлический натрий плавится при 98° С, кипит при 877° С; металлический калий плавится при 63° С, кипит при 762° С. Эвтектический сплав металлического натрия и калия представляет собой жидкость с содержанием натрия в сплаве 24%, затвердевающую при 12,6° С.

11. Методы испытания зажигательных составов
Передача тепла зажигаемому предмету осуществляется при горении зажигательного состава как при помощи твердых или жидких раскаленных шлаков, так и непосредственным воздействием пламени. Суммарное количество тепла, переходящее от горящего зажигательного состава к зажигаемому предмету, будет зависеть:
1) от средней разности между температурой шлаков и пламени зажигательного состава и температурой зажигаемого предмета (t2-t1);
2) от поверхности соприкосновения шлаков и пламени с зажигаемым предметом F
3) от времени их соприкосновения t;
4) от коэффициента теплопередачи от продуктов горения зажигательного состава к зажигаемому материалу k1.
Q = k * (t2-t1)*F*t (1)
В некоторых случаях полезно выделить отдельно количество тепла Q', передающееся зажигаемому предмету при помощи твердых или жидких шлаков, и количество тепла Q", передающееся зажигаемому предмету газообразными продуктами реакции — пламенем:
Q = Q' + Q" (2)
Q = k' • (t2-t1)' • F' • t' + k" • (t2-t1)" • F" • t". (3)
Обычно для составов, дающих при сгорании сколько-нибудь значительное количество шлаков, Q' значительно больше Q"; это означает, что большая доля тепла передается зажигаемому предмету шлаками, а не пламенем. Происходит это потому, что k'>k" и t'>t". Ввиду того, что коэффициент k для случая теплопередачи от продуктов горения зажигательных составов к дереву и другим зажигаемым материалам неизвестен, проведение каких бы то ни было тепловых расчетов на основании приведенных формул не представляется возможным. Кроме общего количества тепла, сообщаемого поджигаемому материалу, весьма большое значение имеет также «тепловой напор», т. е. количество тепла, передающееся от состава к поджигаемому материалу в единицу времени — ккал/сек. Очевидно, что «тепловой напор» при горении термита будет значительно больше, чем, например, при горении отвержденного горючего. Экспериментальное определение эффективности зажигательных составов может сводиться к определению количества тепла, отдаваемого 1 г состава при его сгорании плоской поверхности какого-либо материала. Для получения результатов, близких к истине, желательно, чтобы теплопроводность выбранного материала была близка к теплопроводности поджигаемых материалов (например, дерева). Величина так называемой граммовой теплоотдачи состава будет, конечно, в значительной мере зависеть от условий испытания (от материала плиты, навески состава, его расположения на плите), и поэтому можно сравнивать только результаты, полученные при одних и тех же условиях. Я. М. Паушкин определил граммовую теплоотдачу ряда спрессованных зажигательных составов и горючих веществ при сжигании их в открытой стальной чашке, помещенной в калориметр. Эти данные, представляющие значительный интерес и дающие возможность количественного сравнения эффективности зажигательных составов, приведены в таблице ниже. Параллельно с этими опытами Я. М. Паушкиным были проведены испытания по сжиганию наиболее эффективных зажигательных веществ и составов на плоском деревянном предмете, помещенном в калориметрический сосуд. Несмотря на то, что, как указывает сам автор, эти данные следует рассматривать как ориентировочные вследствие некоторого выгорания дерева, они являются весьма интересными, так как дают представление о количестве тепла, передающегося от зажигательных веществ в реальных условиях.

№ по пор.

Состав или вещество

Теплоотдача в стальной чашечке в ккал/г

Общее теплосодержание состава в ккал/г

Коэффициент полезного использования тепла в %

 1

KNO3 + Mg

0,17

1,8

10

 2

Ba(NO3)2+Mg

0,49

1,6

31

 3

KCl04 + Mg

0,42

2,4

17

 4

BaO2+Mg

0,33

0,5

63

 5

Fe2O3+Mg

0,62

1,1

60

 6

Fe203+Al

0,63

0,9

75

 7

Cr2O3+Al

0,48

0,6

80

 8

MnO2+Al

0,47

1,1

42

 9

Магний

1,90

6,1

30

 10

Керосин

1,50

10,0

15



№ по пор.

Зажигательное вещество или состав

Теплоотдача на дереве в ккал/г

Коэффициент полезного использования тепла в %

 1

Железо-алюминиевый термит

0,15

17

 2

Керосин

0,40

4

 3

Магний

0,50

8


Из таблиц видно, что наиболее эффективными зажигательными веществами по граммовой теплоотдаче являются магний (или электрон), нефтепродукты и затем железо-алюминиевый термит. Из других специальных лабораторных испытаний, имеющих целью выяснить эффективность зажигательных составов, И. И. Вернидуб и В. А. Сухих указывают на следующие:
1) определение количества твердых шлаков (в процентах от первоначального веса состава), остающихся на поверхности зажигаемого материала;
2) определение растекаемости шлаков — измерение площади, занимаемой шлаками после сжигания определенной навески состава на горизонтальной и накло«ной плоскостях;
3) определение температуры затвердевания шлаков; для легкоплавких шлако-в (температура плавления меньше 1500° С) это определение можно провести при помощи термоэлектрического пирометра (термопары);
4) определение размеров пламени, получающегося при сгорании состава (фотографирование пламени);
5) испытание зажигательных составов на непосредственное воспламенение ими соответствующих видов горючих материалов (жидкого топлива и др.).
Для некоторых видов зажигательных составов (например, термитов) иногда проводят испытания на проплавление железных листов определенной толщины и на приплавление шлаков к соответствующим металлическим изделиям.

12. Тушение зажигательных составов
Тушение пожаров, возникающих после сгорания зажигательных составов, можно в большинстве случаев осуществить обычными огнетушительными средствами. Тушение самих зажигательных составов весьма затрудняется малым временем горения современных зажигательных средств (не более 5—10 мин.) и поэтому успех операции в значительной мере зависит от своевременности начала тушения. При тушении термитно-зажигательных составов малыми количествами воды может происходить ее разложение и образование взрывоопасных смесей водорода с воздухом. Н0 экспериментальным путем установлено, что подаваемая в большом количестве под давлением сильной струей вода является лучшим средством тушения термитно-зажигательных и электронных бомб, так как в этом случае она вызывает резкое местное понижение температуры и прекращает процесс горения. Термитно-зажигательные и электронно-зажигательные бомбы весом до 5 кг можно тушить, просто затопляя их в возможно большем количестве воды. Для ограничения действия зажигательных бомб следует применять песок. При тушении термитных составов, содержащих серу следует учесть, что при действии на горящий состав воды происходит выделение больших количеств сероводорода:
Al2S3 + 6Н2О = 2Аl(ОН)3 + 3H2S.
При тушении металлического натрия или калия применение воды или водных растворов недопустимо. Самыми надежными средствами для их тушения являются песок или сухая сода. Для тушения фосфора лучшими средствами являются водные растворы КМnО4 или CuSO4. Действие раствора КМnО4 основано на образовании на поверхности фосфора защитного покрова двуокиси марганца; при действии же раствора медного купороса образуется весьма плотный защитный слой металлической меди. Тушение отвержденных горючих осуществляется теми же средствами, что и тушение жидких углеводородов. Наиболее пригодными являются густопенные огнетушители, распыленная вода, а также концентрированные водные растворы аммонийных солей.



Источник: http://feuerwerk.narod.ru/
Категория: Пиротехника | Добавил: KONDER (11.03.2009)
Просмотров: 4992 | Комментарии: 2 | Рейтинг: 5.0/3 |
Всего комментариев: 1
1 ото  
0
мне больше нравились напалмовые баки

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Форма входа

Категории раздела

Поиск

Наш опрос

Как вы сюда попали?
Всего ответов: 137

Мини-чат

Сделать бесплатный сайт с uCoz