Интернет-журнал 'Домашняя лаборатория', 2007 №12 - Журнал «Домашняя лаборатория»

alt="" src="images/_05.jpg_4"/>

ЗАМЕДЛИТЕЛЬНЫЕ СОСТАВЫ (БЕЗГАЗОВЫЕ СОСТАВЫ)

Замедлительные составы находят применение в дистанционных трубах и взрывателях, в электрозапалах замедленного действия. Сущность действия замедлительных составов состоит в следующем: начальный импульс инициатора (капсюля-воспламенителя, электрозапала, терочного воспламенителя) воспламеняет замедлительный состав, который несмотря на тяжелые условия эксплуатации (большой срок хранения, изменение наружных температуры и давления) должен легко воспламеняться и сгорать со строго постоянной скоростью с разбросом по времени горения не более 3 %. После сгорания замедлительный состав должен передать тепловой импульс концевому заряду, обеспечивающему выходной импульс (вышибному заряду, капсюлю-детонатору и прочее). Замедлительные составы используются в прессованном виде. Первым замедлительным составом следует считать черный порох, однако при незначительном изменении влажности скорость его горения значительно изменяется, поэтому черный порох не подходит для целей современной пиротехники. Вторым составом, разработанным в 1926 году, была смесь свинцового сурика и кремния со связующим, льняным маслом или глицерином, следующей рецептуры:

Свинцовый сурик (РЬ3O4)… 84%

Кремний… 15%

Глицерин… 1%

При горении подобного состава термитного типа количество выделяющихся газов настолько невелико, что ими можно пренебречь, поэтому подобные составы были названы безгазовыми. Скорость горения составов термитного типа мало зависит от внешнего давления, это свойство является весьма ценным при использовании в замедлительных устройствах с обтюрацией газов.

В качестве окислителей в безгазовых (малогазовых) составах используются:

хроматы бария, свинца, стронция, кальция; перхлораты калия; окислы железа, меди, вольфрама, свинца, марганца, висмута, молибдена, кобальта, никеля; перекиси бария; нитраты калия. В качестве горючих обычно применяют металлы, неметаллы, и сплавы с достаточно высоким тепловым эффектом реакции горения. Обычно используют цирконий, кремний, бор, титан, вольфрам, марганец, ферросилиций сурьму и другие.

Приведем рецепты некоторых составов замедлителей:

Хромат свинца… 40%

Окись свинца… 44%

FeSi2… 16%

***

Свинцовый сурик… 76–84%

Кремний… 18–22%

Лак НЦ-218… 3–5%

***

Хромат свинца… 63%

Свинцовый сурик… 25%

Кремний… 12%

***

Лак НЦ-218[14]… 0, 3%

Свинцовый сурик… 70%

Кремний… 30%

Для изготовления замедлителей к электрозапалам замедленного действия, находит применение безгазовый состав:

Перманганат калия… 56%

Сурьма… 44%

Известны составы с применением окислителя неметалла, например, селена или серы:

Селен… 47%

Висмут… 48%

Хлорат калия… 5%

Однако такие составы все же выделяют значительное количество газов при горении и не нашли применения. При уменьшении соотношения серы как окислителя и введении для восполнения ее недостатка кислородного окислителя были получены надежные замедлительные составы.

Американский замедлитель М16-А1:

Хромат бария… 70–74%

Марганец… 20–22%

Сера… 3–4%

Давление прессования состава составляет 2800 кгс/см2.

Американский состав для замедлителей ручных гранат:

Хромат бария… 64%

Цирконий… 4%

Никель… 21%

Перхлорат калия… 11%

Замедлительная смесь D-16:

Хромат свинца… 30–35 %

Хромат бария… до 37 %

Марганец… 32–45%

Замедлитель М-112:

Хромат бария…90–95%

Бор… 5-10%

Давление прессования состава 2520 кгс/см2

Важным преимуществом смесей на основе хромата бария и бора по сравнению с другими является их надежность при неблагоприятных условиях хранения.

Рецепт замедлителя М-112 с увеличенным временем горения:

В качестве связующих в смесях пиротехнических замедлителей обычно используют льняное масло, глицерин, ПВА.

ЗАПАЛЫ И ЗАПАЛЬНЫЕ СОСТАВЫ

Запалом называется устройство, которое после получения сигнала на включение преобразует его энергию (электрическую, механическую) и инициируют экзотермическую реакцию веществ содержащихся в запале.

Электрозапалы

Электрозапалы состоят из корпуса, в котором располагаются изолированные друг от друга контакты, соединенные между собой мостиком накаливания (проволочка из нихрома, платины, платино-иридиевого сплава и тому подобное). Мостик окружен инициирующей смесью, обладающей большой чувствительностью к начальному тепловому импульсу. Кроме того в корпусе обычно содержится передаточный (основной состав), назначение которого воспламенение от луча пламени инициирующего состава и передача мощного теплового импульса непосредственно к основному составу воспламеняемого изделия.

Хромат бария… 35–70%

Вольфрам… 10–50%

Перхлорат калия… 10–50%

Давление прессования состава 2520 кгс/см2

Различают четыре основных вида изготовления электрозапалов, отличающихся друг от друга способом окружения мостика накаливания инициирующим составом.

1. Бисерный способ. Короткими мазками кисточки на мостик нанизывается бисерообразная капелька из приготовленной на лаке НЦ пастообразной инициирующей смеси.

2. Способ заливки. Полость корпуса, где размещен мостик накаливания, заполняются жидкой пастой инициирующего состава, после высыхания мостик накаливания остается окруженным инициирующей смесью.

3. Способ заливки порошка. Порошкообразная инициирующая смесь просто засыпается в полость, где расположен мостик накаливания. Этот метод не обеспечивает тесного контакта между мостиком накаливания и инициирующим зарядом.

4. Способ прессования. Инициирующий состав напрессовывается на мостик накаливания, уложенный на твердое изолирующее основание. Мостик накаливания в этом случае может быть графитовым. Способ сложен, теплопотери при накаливании велики, таким образом, и мощность электрического импульса воспламенения должна быть сравнительно велика.

Конструкция электрозапалов представлена на рисунке.

Рисунок 4. Электрозапалы

1. Бисерного типа 2. Засыпной "заливной" 3. Прессованный

1. корпус 2. заглушка изолятор 3. проводники тока 4. проволочный мостик 4.1 графитовый мостик 5. воспламенительный состав 6. передаточный состав 7. разрывная диафрагма

В качестве инициирующих составов сначала применялась пороховая мякоть, затем гремучая ртуть, в настоящее время используются следующие составы.

Американский состав ХС-9:

Диазодинитрофенол… 75%

Хлорат калия… 25%

Для нанесения бисерным способом и способом заливки вещества превращаются в жидкую пасту смешением с 2,4 % раствором нитрокрахмала в бутилацетате.

Очень чувствительные электровоспламенители готовятся из индивидуального инициирующего ВВ тринитрорезорцинат свинца (стифнат свинца или ТНРС).

В США используются следующие инициирующие составы:

1.

Роданид свинца… 32%

Уголь… 18%

Хлорат калия… 40%

2.

Бездымный порох гранулированный… 50%

ТНРС… 25%

Хлорат калия… 25%

3.

Хлорат калия… 75%

Бор… 25%

4.

Хромат бария… 90%

Бор… 10%

Высокая чувствительность составов № 3 и 4, по мнению автора, вызывает сомнение.

Существует значительное количество инициирующих составов на основе металлического циркония, вещества крайне легко воспламеняющегося на воздухе. Например, порошок циркония (размер частиц 5 мкм) легко воспламеняется и быстро сгорает даже при содержании в нем воды до 20 %.

Рецепты инициирующих смесей на цирконии:

5.

Цирконий… 10%

Алюминий… 40%

Нитрат бария…50%

6.

Пороховая мякоть… 25%

Цирконий… 18%

ПХА… 57%

Весьма чувствительными к тепловому импульсу являются инициирующие составы:

7.

Хлорат калия… 57%

Желтая кровяная