Szín- és fényhatások gyártása, műhelypirotechnika
Magas magasságú tűzijáték "Fészekfészek" nagy magasságban tört ki, és az égbolton jellemző kép - a nagy lassan égő csillagok a földre esnek. A faszén vonzó aranysárga színt hoz létre, és a kálium-nitrátot ("Zambelli Internationale") oxidálószerként használják lassan égő keverék előállítására.
Szín- és fényhatások előállítása.
A világos fény és színes színhatások előállítása számos pirotechnikai kompozíció fő célja. A fénysugárzás számos alkalmazást jelent, a katonai jelzésekkel és a vészjelző lámpákkal az autópályákon és a látványos nagy magasságú tűzijátékokon.
Kvantitatív mérése fényintenzitások (fényintenzitás) egy jelenlegi és a szerves fényt (teljes kisugárzott energia mért candela-másodperc / gramm) függhet számos ellenőrzött paramétereket, mint például a tartály átmérője, a mérőberendezés és az égési sebesség. Ezért különféle jelentésekből származó adatokat alaposan meg kell vizsgálni és összehasonlítani.
A világítási kompozíció fehér.
A fehér fény kibocsátására olyan keverékre van szükség, amely magas hőmérsékleten ég, elegendő számú atomot hoz létre a gerjesztett állapotban vagy a gőzállapotban lévő molekulákkal együtt a forró szilárd vagy folyékony részecskékkel. Az izzó részecskék széles spektrumú hullámokat bocsátanak ki az elektromágneses spektrum látható tartományában, így a fehér fényt az ember érzékeli. Intenzív sugárzás nátrium-atomot tartalmaz a gőz állapotban, izgatott, hogy magasabb energia elektronikus állapotában a magas lánghőmérséklet, a fő forrása a fény a készítményekben fáklyák alapján nátrium-nitrát / magnézium / szerves kötőanyagot, amelyeket széles körben használnak a katonai.
A magnézium vagy alumínium üzemanyag a legtöbb fehérvilágításban található. Ezek a fémek bocsátanak ki jelentős mennyiségű hőt az oxidáció során, és a magas olvadáspontú reakciótermékei magnézium-oxid (MgO) és alumínium-OLED-ek (A12 O3) jó fényforrásokat jelenlétében, magas hőmérsékleten, amelyet el lehet érni, ha ezekkel a tüzelőanyagok. A titán és a cirkónium szintén jó üzemanyag a fehér színű kompozíciók világításához.
A fő tényező, hogy fontolja meg a választás
Ezért először is ki kell választani azt az oxidálószert, amelynek exoterm bomlási hőmérséklete van, például kálium-klorát (KClO3). Azonban a klórtartalmú és perklórát keverékek aktív fémtartalmú tüzelőanyaggal túlságosan érzékenyek a kereskedelmi célokra való felhasználásra. Tehát általában kevésbé reaktív, de biztonságosabb nitrátvegyületek előnyösek. A kálium-perklorátot alumíniummal és magnéziummal együtt használják egyes keverékekben, hogy kigyulladjon. Ezek túlságosan reaktív vegyületek, amelyek reakciósebessége a robbanásveszélyes tartományban van.
A nátrium-nitrát gyakori választás. Megfelelően higroszkópos, ezért a gyártás és tárolás során meg kell tenni a szükséges óvintézkedéseket a nedvesség behatolásának elkerülésére. A nátrium-nitrát a nátrium kis atomtömege (azaz 23) miatt jó gramm-nál nagyobb hőátadást eredményez, és a gőzállapotban lévő atomi nátrium lángjának intenzív sugárzása nagymértékben hozzájárul a fény teljes intenzitásához. Másrészt a kálium-nitrát nem jó atom- vagy molekuláris sugárforrás, és ritkán használják (ha egyáltalán) az egyetlen oxidálószer a fehér fénykompozícióban.
A magnézium olyan üzemanyag, amely a legtöbb katonai lámpatestben megtalálható, valamint számos tűzijátékban. Alumínium és titán. A magnézium és az alumínium magnézium ötvözetét és antimonszulfidot (Sb2 S3) fehér fényhatásokra használják sok tűzijáték összetételében. A fehér fényt adó kompozíciókra vonatkozó egyes képleteket az 1. táblázatban mutatjuk be.
Az összetevők aránya várhatóan befolyásolja a keverék hatékonyságát. Optimális teljesítményjelzőket várnak, ha sztöchiometrikus pontot érünk el, de a fémtartály feleslege rendszerint növeli az égési sebességet és a fénykibocsátás intenzitását. További fém növeli a hővezetési a keverék, hozzájárulva ezzel égés, és a felesleges üzemanyag - különösen illékony fém, például magnézium (forráspont - 1107 ° C) - is párolog, és éget hatása alatt az oxigén a levegőben lévő, hogy további hő és fény . A nátrium-nitrát / magnézium kombinációját széles körben használják katonai világítású vegyületekhez. A kombináció adatait a 2. táblázatban adjuk meg.
Így a 2. táblázatban szereplő A képlet tartalmazza az oxidálószer feleslegét. Ez egy olyan keverék, amely lassabban ég, és a legkevesebb hőt termeli. A B képlet több mint magnéziumot tartalmaz, és a három leginkább reaktív; A felesleges magnézium levegőn való elégetése nagymértékben növelni fogja a keverék hatékonyságát.
Ezek a világítási kompozíciók, különösen a túlzott fémtartalmúak, jelentősen befolyásolják a tengerszint feletti magasságot. A légköri nyomás csökkentése, és ennek következtében a nagy magasságban bekövetkező oxigéntartalom csökkenése lassítja az égési sebességet, mivel a felesleges üzemanyagot nem szabad racionálisan fogyasztani.
Keverékek flash előállítására.
A rövid távú kitörés érdekében olyan keverékre van szükség, amely nagyon gyorsan reagál. A kis méretű részecskéket az oxidálószer és az üzemanyag reakcióképességének növelésére használják, ugyanakkor az érzékenység nő. Ezért ezek a keverékek nagyon veszélyesek a készítmények előállításához, és a műveletek keverését mindig távolról kell elvégezni. A flare előállításához néhány jellemző keveréket a 3. táblázatban adunk meg.
A katonai fáklyák gyártására szolgáló technológiák innovációja olyan eszközök létrehozása volt, amelyek kis fémporokat tartalmaznak oxidálószer nélkül. Ehelyett egy erős feltörő töltetet használnak. Begyújtáskor ez a töltés felszívja a fémrészecskéket magas hőmérsékleten, majd oxidálódik a levegő hatása alatt, miközben a fény kibocsátódik. Az oxidálószer és az üzemanyag keverése, hogy ezeket a világítási keverékeket elkészítsék, nem veszélyes.
1. Táblázat Fehér színű világító kompozíciók
A pezsgő szikrák előállítása a tűzijáték gyártójának és a különleges hatású iparnak a fő hatása. Szikrák fordulhatnak elő, ha sok pirotechnikai keverék égett, és mindkettő kívánatos és nemkívánatos lehet.
Szikrák fordulnak elő akkor, ha folyékony vagy szilárd részecskék - vagy a keverék fő alkotóelemei vagy az égő felületen keletkező részecskék - a nagy energiájú reakció során keletkező gáz nyomásának hatására elmozdulnak. Ezek a ragyogó részecskék elhagyják a lángövezetet, és továbbra is fényt bocsátanak ki, miközben hűlnek vagy tovább reagálnak a légkörben lévő oxigénnel. Az üzemanyag részecskemérete nagymértékben meghatározza a szikrák számát és méretét. Minél nagyobb a részecskeméret, annál nagyobb szikra lesz. A gyártók gyakran használnak kis mennyiségű tüzelőanyag-részecskéket, hogy nagyobb részecskékkel hőt termeljenek a szikra hatására.
Fémrészecskék - különösen alumínium. titán és ötvözet "magnaliy" - jó szikra fehér színű. Szintén alkalmas faszén kellően nagy részecskemérettel, ami jellegzetes narancs színű szikrákat hoz létre. A vas részecskékből származó szikra színe aranyról fehérre változik, a reakcióhőmérséklettől függően. Ezek a ragyogó csillogások, amelyek a híres arany tűzijátékok részét képezik, amelyeket az Egyesült Államokban indítanak a függetlenség napján.
3. TÁBLÁZAT. Flash gyártásra szánt keverékek
Kálium-perklorát KClO4
Kálium-perklorát KClO4
Kálium-perklorát KClO4
A magnézium nem jó szikrahatást eredményez. Ez a fém alacsony forráspontú (1107 ° C), ezért rendszerint elpárolog, és teljesen reagál a pirotechnikai lángon. A "Magnaliy" jó szikrákat hozhat létre, amelyek égnek a levegőben, és szokatlan csikorgó hangot produkálnak. A 4. táblázatban számos szikraképző képlet található. Ne feledje, hogy a szikrák létrehozásakor nagyon fontos az üzemanyag-részecskék mérete, ezért kísérletet kell tenni az ideális méret meghatározására.
A jó szikrahatás érdekében az üzemanyagnak olyan méretű részecskéket kell tartalmaznia, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy a teljes égetés előtt el tudjanak menekülni a lángtól. Ezenkívül az oxidálószer nem lehet túl hatékony, különben a lángban teljes reakció következik be. A szénből származó szikrák nehezebbek a forróbb oxidálószerek segítségével, így jobb a kálium-nitrát (KNO3) alkalmazása alacsony lánghőmérséklet mellett. A jó szikrahatás eléréséhez segíteni kell a részecskék felszabadulását a lángból. Ehhez szükség van bizonyos mennyiségű gáz előállítására. Erre a célra faszén, egyéb szerves tüzelőanyagok és kötőanyagok, valamint nitrátion is nyújtható.
4. Táblázat Csillám keverékek
Kálium-perklorát KClO4
(Készíts egy pasztát a dextrinből
és vizet, majd adjunk hozzá
oxidáló és üzemanyag)
Kálium-perklorát KClO4
Fehér szikrák, a vízesések hatása
Alumínium por pirotechnikai
Alumínium pehely 30-80 mesh
5-30 hálós alumínium pelyhek
Megjegyzés: Az üzemanyag részecskemérete nagyon fontos a szikra méretének meghatározásához.
Villogás és ragyogás.
Alaposan kiválaszthatja az üzemanyagot és az oxidálószert a szikrázó keverékhez, néhány érdekes vizuális effektust kaphat.
Ha nagy alumínium pelyhek égnek, nagy fehér szikrákat lehet előállítani. Ezek a pelyhek folyamatosan égnek a lángok felszabadulása után, és gyönyörű, fehér villogást eredményeznek. Különféle tűzijátékokban használják őket.
A lángból felszabaduló alumínium por cseppjei a levegőben gyulladnak ki, és ragyogó, fényes fény villognak. A fényes hatás eléréséhez nitrátsót (előnyösen KNO3), valamint kén vagy szulfid vegyület szükséges. Valószínű, hogy kálium-nitrát alacsony olvadáspontjánál (334 ° C) folyékony fázis képződik, amely legalább részben felelős ennek a hatásnak. Egyes képletek a csillogó hatást használó alumíniumpor táblázatban mutatjuk be 5. Úgy véljük, hogy a képességét, bizonyos tartalmazó készítmények magnézium- vagy „magnalium” ötvözet égnek strobe pulzáló, mint, egy új jelenség, amely magában foglalja a két különböző reakciókat. Lassú "sötét" folyamat zajlik, amíg elegendő mennyiségű hő keletkezik, hogy gyors fénykibocsátó reakciót indítson. Sötét és könnyű reakciók váltakoznak, ami gátló hatást eredményez.
Egyes elemek és vegyületek, ha magas hőmérsékletre hevítik, az elektromágneses spektrum látható tartományában (380-780 nanométer) sugárzó vonalak vagy keskeny fénysávok egyedi tulajdonsága. Ezt a sugárzást az ember érzékeli színként, és a színes fény előállítása a pirotechnikai vegyész egyik legfontosabb célja. A 6. táblázat felsorolja a látható spektrum különböző területeire vonatkozó színeket. A 6. táblázat további színeket is érzékel, amelyek a látható spektrum egy bizonyos része nélkül fehér fényt érzékelnek.
A szín előállításához hő (az oxidálószer és az üzemanyag közötti reakció) és fénykibocsátó részecskék szükségesek. A termikus keverékhez hozzáadott nátriumvegyületek sárga színű lángot adnak. A stroncium sók vörös színűek, a bárium és a rézvegyületek zöldek, és egyes réztartalmú keverékek kékek. Ez lehetséges a színt a keskeny sávban fénysugárzás (például, a fény a 435-480 nanométer közötti tartományban tartják kék), illetve a több tartományt a fény, amelyek egyesítik, hogy egy határozott fényt. Például a kék és a vörös fény keveredése a megfelelő arányokban lila hatású lesz. A színelmélet egy összetett téma, de mindenki, aki színes lángot kíván létrehozni, tanulmányoznia kell.