Наличие в пламени соединений меди сообщает ему зеленую или синюю окраску, которые зависят от вида соединений, температуры пламени и его восстановительной способности. Синее излучение монохлорида меди может быть получено лишь в восстановительной зоне пламени и при температурах, не превышающих 1000–1200 °C. В составах синего огня обязательно должны присутствовать хлорсодержащие соединения. Один из типичных составов синего огня имеет рецепт:
Хлорат калия… 61%
Горная синь 2СuСО2*Сu (ОН)2… 19%
Сера… 20%
При отсутствии серы монохлорид меди в пламени не образуется. Сера же взаимодействует с хлоратом калия с выделением свободного хлора, образующего с медью хлорид меди, разлагающийся на монохлорид. Составы с хлоратом калия и серой, как и в других цветных огнях чувствительны и нестойки.
Кроме горной сини, в составах синего огня могут применяться и другие соли меди: малахит CuCO3∙Cu(ОН)2, сернистая медь Cu2S, роданистая медь CuCNS, а также металлическая медь.
В составах синего огня возможно применение и хлорорганических соединений. Наличие серы в таких составах уже не является обязательным. Чистота цвета пламени лучших составов синего огня не превышает 25…30 %.
Старинные рецепты:
1.
Хлорат калия… 57%
Каломель… 5%
Сахар… 19%
Малахит или горная синь… 19%
2.
Хлорат калия… 38%
Каломель… 30%
Сахар… 9%
Сернистая медь… 21%
Сало свиное… 2%
В старину для голубых составов применялись также металлический цинк, горение которого на воздухе сопровождается голубым огнем. Применялся голубой состав искристого действия, дающий крупные голубые искры, которые в свою очередь рассыпаются на мелкие с небольшим треском.
Нитрат калия… 39%
Уголь… 16%
Цинковые опилки… 45%
СОСТАВЫ МАСКИРУЮЩИХ ДЫМОВ (ДЫМОВЫЕ СОСТАВЫ)
В военной пиротехнике дымы и туманы применяются для создания нейтральных маскирующих завес. Дымом называется тончайшая взвесь твердого вещества в воздухе. Размер частиц различных дымов и туманов находится в пределах от 10 мк до 1 ммк (от 1∙10-3 до 1∙10-7 см). Радиус частиц аэрозоля (дыма или тумана в воздухе) для маскирующего дымообразования колеблется в более узких пределах от 8∙10-5 до 2∙10-5 см. Пылью называют взвесь в воздухе более крупных частиц размером от 1∙10-2 см.
Концентрация дымов и туманов выражается двумя способами: либо по массе в граммах на м3 (или в миллиграммах на литр), либо по количеству частиц дыма или тумана, приходящихся на единицу объема. Последняя величина называется частичной концентрацией.
Весовая концентрация дымов маскирующих завес выражается обычно в десятых долях миллиграмма на литр, что соответствует содержанию в 1 мл воздуха нескольких миллионов дымовых частиц.
Коагуляцией аэрозоля называется укрупнение (слипание) частиц дыма или тумана. Скорость коагуляции аэрозолей прямо пропорциональна квадрату их частичной концентрации. Для дымов процесс коагуляции часто называют флокуляцией. Способность дымов к флокуляции уменьшается при наличии на частицах одноименного электрического заряда или пленки адсорбированного газа, отсутствие же заряда или, в особенности, наличие разноименных зарядов на частицах облегчает флокуляцию дымов.
Для характеристики сравнительной ценности дымообразующих веществ иногда пользуются, так называемой величиной, полного затемнения W = v∙D, где v — объем дыма или тумана, получаемого из единицы массы дымообразователя, a D — кроющая способность дыма. Величина W выражает собой площадь завесы в м2, получаемой из 1 кг дымообразователя и дающей полное затемнение.
Значение величины полного затемнения для некоторых дымообразующих веществ и горючих смесей приведены в таблице 32.
Таблица 32.
Дымообразующее вещество или смесь ∙ Величина полного затемнения W [м2/кг]
Белый фосфор… 1042
NH3+ НСl… 567
Американская смесь НС на основе гексахлорэтана… 466
TiCl4… 430
SiCl4… 340
SO3∙HCl… 317
Способы получения аэрозолей
Для получения аэрозолей применяются способы диспергирования или конденсации.
Получение аэрозолей методом диспергирования сводится к измельчению твердого или жидкого вещества путем его размалывания (разбрызгивания) или распыления при помощи взрыва.
Получение аэрозолей методом конденсации сводится к получению перенасыщенного пара, который охлаждаясь конденсируется и образует коллоидные частички конденсированного вещества.
Обычно методом диспергирования получают аэрозоли с более крупными (быстро оседающими) частицами, чем методом конденсирования. Это обстоятельство, а также применение при диспергировании довольно сложной и громоздкой аппаратуры приводят к тому, что на практике для получения аэрозолей чаще пользуются методом конденсации.
В некоторых случаях оба метода совмещаются, что можно назвать комбинированным методом.
На практике создание маскирующих дымовых завес осуществляется следующими способами:
1. Диспергированием в воздухе легколетучих жидкостей (например SnCl4), которые образуют дым при реакции с содержащейся в воздухе влагой:
SnCl4 + 4Н2O = Sn(ОН)4 + 4НСl
Для получения дымов по этому методу используются кроме указанного тетрахлорида олова также тетрахлорид титана, тетрахлорид кремния, хлорсульфоновая кислота, трехокись серы.
2. Сжиганием на воздухе различных веществ, продукты горения которых при охлаждении конденсируются в воздухе. Чаще всего для этой цели употребляют белый фосфор:
4Р + 5O2 = 2Р2O5
Пары фосфорного ангидрида реагируют с влагой воздуха, образуя полифосфорные кислоты, имеющие при комнатной температуре весьма малую упругость пара.
3. Испарением или неполным сжиганием масел. В первом случае испарившееся масло конденсируется в воздухе в виде мелких капель, образующих туман, во втором — при неполном сгорании масла часть углерода выделяется в свободном состоянии в виде сажи, образуя черные облака, которые однако быстро флокулируют.
4. Сжиганием пиротехнических составов маскирующих дымов, которые содержат или образуют в процессе реакции горения различные дымообразующие вещества.
Составы маскирующих дымов и предъявляемые к ним требования
К составам предъявляются следующие требования:
1. Полученный в результате горения состав должен иметь максимальную кроющую способность (не ниже 500 м2/кг) и быть достаточно устойчивым в воздухе.
2. При сгорании в дымовых шашках составы не должен давать пламени.
3. Образующийся при горении составов шлак должен быть рыхлым (пористым) и не должен препятствовать прохождению через него дыма. Продукты горения составов, предназначенных для установления дымовой завесы в расположении своих войск, не должны быть ядовиты.
Существуют два основных типа составов маскирующих дымов. Один тип содержит в себе дымообразующие вещества в готовом виде, другой тип содержит в себе вещества образующие при горении дымообразующие вещества (металлохлоридные смеси).
Составы первого типа содержат в себе неорганический окислитель, горючее и дымообразующее вещество.
В качестве дымообразующих веществ применяют легковозгоняющиеся вещества — хлористый аммоний (нашатырь) и ароматические углеводороды: нафталин, антрацен, фенатрен.
Процесс дымообразования при горении дымовых составов указанного типа сводится к возгонке содержащихся в составе дымообразовующих веществ за счет тепла реакции окисления горючего и образованию дыма при переходе возгоняемого вещества из парообразного состояния в твердое при охлаждении паров на воздухе.
