Страница 109 из 214
λ [ммк]: 686 ∙ 674 ∙ 661 ∙ 648 ∙ 636
Е: 3 ∙ 10 ∙ 10 ∙ 10 ∙ 10
Спектр испускания монохлорида бария состоит из многочисленных полос в зеленой части спектра. Свечение атомарного стронция и бария не могут быть использованы, так как атомы этих элементов дают излучение в частях спектра, не совпадающих ни с красной ни с зеленой областями спектра.
Принципы построения составов сигнальных огней
1. Теплота горения составов сигнальных огней должна быть не меньше 0,8 ккал/г, для того чтобы количество выделяющейся тепловой энергии было достаточно для возбуждения или ионизации находящихся в пламени в парообразном состоянии атомов или молекул.
2. При использовании молекулярного излучения температура пламени составов не должна превышать пределов значительной степени диссоциации молекул излучателей. Так, например, температура пламени составов зеленого огня не должна превышать 2000 °C.
3. В пламени должно быть небольшое количество твердых продуктов реакции. Введение в составы сигнальных огней большого количества (больше 15…20 %) порошков магния или алюминия, дающих при сгорании труднолетучие окиси, сильно увеличивает яркость пламени, но вместе с тем понижает чистоту его цвета.
4. Компоненты состава должны быть подобраны так, чтобы излучение в других частях спектра (кроме необходимых) было минимальным.
5. Получающиеся при горении составов элементы или соединения, окрашивающие пламя, должны быть легколетучими и уже при температуре 1000…1200 °C полностью переходить в парообразное состояние. Обычно в качестве окрашивающих соединений применяют легколетучие хлориды щелочноземельных металлов.
Составы сигнальных огней содержат следующие компоненты:
1. Окислители.
2. Органические горючие-цементаторы.
3. Соли, окрашивающие пламя. Часто применяют так же вещества улучшающие окраску пламени — хлорорганические соединения
4. Порошки магния или алюминия, придающие пламени яркость.
Окислители, используемые в сигнальных огнях, должны быть солями того металла, соединение которого обеспечивают требуемую окраску пламени. В составах желтых огней — соли натрия, в красных — соли стронция и так далее. Если по причине гигроскопичности или взрывчатых свойств таких солей невозможно их использование, применяют соли калия (обычно хлорат), которые создают минимальное излучение в пламени не слишком сильно ухудшающее его цвет.
Органические вещества, используемые в качестве горючего-цементатора, не должны при горении портить окраску пламени. Идеальным связующим в составах сигнальных огней являлись бы вещества, дающие бесцветное пламя. Таким свойством обладают органические вещества, содержащие в своем составе не менее 50 % кислорода, а также сера. Существуют вещества, горящие на воздухе бесцветным пламенем, но не содержащие кислород, например, гексаметилентетрамин (уротропин), однако он не обладает цементирующими свойствами. В качестве горючего может применяться и метальдегид, горящий бесцветным пламенем.
Поливинилхлорид и гексахлорбензол часто применялись в сигнальных составах красного и зеленого огня во второй мировой войне.
Составы желтого огня
Рецепты составов желтого огня:
1.
Хлорат калия… 60%
Оксалат натрия (или криолит)… 25%
Идитол (или шеллак)… 15%
2. Состав с большой яркостью пламени.
Нитрат калия… 37%
Магний… 30%
Оксалат натрия… 30%
Смола органическая… 3%
3. Германский состав времен II Мировой войны. Звезда диаметром 22 мм, дает силу света 11000 св.
Нитрат натрия… 56%
Магний… 17%
Поливинилхлорид… 27%
4. Американский состав.
Перхлорат калия… 50%
Магний… 19%
Оксалат натрия… 15%
Гексахлорбензол… 7%
Резинат натрия… 9%
5. Румынский состав.
Нитрат натрия… 70%
Сера… 23,6%
Сернистая сурьма… 4,7%
Уголь… 1,7%
6. Старинный рецепт.
Хлорат калия… 30,8%
Нитрат бария… 19,2%
Сера… 15,4%
Щавелевокислый натрий… 34,6 %
Составы красного огня
Таблица 31*.
Чистота цвета пламени состав № 1–3 находится в пределах 80…90 %. Чистота цвета состава № 5 весьма невелика.
Звезды диаметром 22 мм, изготовленные из состава № 6, дают силу света около 10000 св.
Катализатором твердения моностирола в составе № 7 является четыреххлористое олово.
В составы красного огня можно вводить поливинилхлорид и другие хлороорганические соединения с содержанием хлора не менее 50 %, в этом случае хлораты могут быть полностью заменены на другие окислители, что снизит чувствительность составов.
Рецепт бездымного красного огня:
Нитрат стронция… 83%
Камедь… 17%
Старинные рецепты:
Хлорат калия… 71%
Сера… 6,5%
Стеарин… 9,6%
Щавелевокислый стронций… 12,9%
***
Хлорат калия… 40%
Нитрат стронция… 39%
Сера… 19%
Уголь… 2%
В старину в качестве окрашивающего пламя вещества применяли мел (СаСО3), однако, в этом случае получался не красный, а розовый цвет:
Хлорат калия… 60%
Сера… 20%
Мел… 20%
Составы зеленого огня
Рецепты составов зеленого огня:
Чистота цвета пламени составов I и II составляет 70…80 %.
Эти составы из-за содержания в них хлората бария высоко чувствительны и взрывчаты. При стрельбе из сигнального пистолета звездками зеленого огня с хлоратом бария, иногда происходит детонация звездок в стволе пистолета. При введении в состав III нитрата бария чувствительность состава снижается, но также ухудшается чистота цвета пламени.
Меньшую чувствительность имеют составы с хлоратом калия:
Хлорат калия… I — 27 %; II — 12%
Нитрат бария… I — 53 %; II — 73%
Шеллак… I — 20 %; II — _
Акароидная смола… I — _; II — 15%
Замена в составах зеленого огня с хлоратом калия смол на серу заметно улучшает цвет пламени, но увеличивает чувствительность составов. Введение в состав зеленого огня в качестве хлорсодержащих веществ хлоридов металлов малорационально. Введение в составы зеленого огня хлорорганических веществ создает в пламени высокую концентрацию хлора и тем самым способствует значительному улучшению окраски пламени.
Рецепты малочувствительных составов зеленого огня с хлорорганическими веществами:
Нитрат бария… I — 40 %; II — 59%
Магний… I — 28 %; II — 19%
Гексахлорэтан (или гексахлорбензол)… I — 30 %; II — _
Льняное масло… I — 2 %; II — _
Поливинилхлорид… I — _; II — 22%
Сила света при горении звезды диаметром 22 мм из состава II — около 3500 свечей.
Приведем рецепты малодымных составов зеленого огня:
1. Румынский состав.
Нитрат бария… 83%
Камедь… 17%
2. Американский состав.
Нитрат бария… 45%
Перхлорат калия… 16%
Магний… 26%
Гексахлорбензол… 7%
Масло растительное… 2%
Сильсонит… 2%
Вызывают интерес и старинные рецепты:
1.
Хлорат бария… 63,2%
Каломель… 23,5%
Гуммилак… 10,6%
Сера… 2,6%
2.
Хлорат калия… 41%
Нитрат бария… 40%
Сера… 16%
Уголь… 3%
Составы синего (голубого) огня
Составы синего огня, дающие при сгорании пламя достаточной яркости и значительной чистоты цвета, до сего времени неизвестны. Обычно синее пламя получают на основе излучения монохлорида меди CuCl.