Страница 125 из 214
Химические источники люминесцентного излучения
В настоящее время находят применение химические источники холодного (люминесцентного) света, излучение которого происходит в результате образования П-связей или перераспределений электронов в П-орбиталях в органических веществах.
Рассмотрение теории хемитоминесцентного свечения выходит за рамки книги, однако можно упомянуть о наиболее старой реакции окисления люминола пероксидом водорода приводящей к излучению холодного света. Химический источник холодного света, основанный на этой реакции представляет из себя прозрачный полимерный наружный корпус, в котором размещен раствор пероксида водорода и красной кровяной соли.
Внутри наружного корпуса размещен прозрачный непрочный внутренний корпус, внутри которого размещен щелочной раствор люминола.
При разрушении непрочного внутреннего корпуса, например, в результате перегиба обоих корпусов или удара по наружному корпусу, оба раствора соединяются, в результате чего происходит окисление люминола пероксидом водорода и соответственно излучение холодного света. Длительность действия хемилюминесцентных источников света составляет от нескольких до десятков минут.
Пиротехнические резаки
В последнее время, кроме проплавления металлов при помощи термитов, применяется проплавление пиротехническими резаками, представляющими собой пиротехнические устройства для резки черных металлов. Принцип действия пиротехнического резака практически не отличается от действия резака для газовой резки металлов. В резаке для газовой резки горючий газ (ацетилен, пропан-бутан, пары керосина), сгорая в кислороде, разогревает разрезаемый металл до температуры 800…1000 °C. После начального разогрева по центральному каналу горелки подают кислород, окисляющий разогретый металл до окиси железа, которая будучи сравнительно легкоплавкой, в виде жидкости выдувается из кратера реза вновь поступающим кислородом.
Пиротехнический резак разработанный автором в 1989 г. и испытанный аспирантом Пановой В. И. так же имеет наружный корпус, снаряженный пиротехнической смесью, обеспечивающей предварительный прогрев разрезаемого металла до начала его окислительной реакции с кислородом. Подогревающая пиросмесь составляется с расчетом обеспечения высокой температуры горения, достаточного газовыделения и образования легкоплавких продуктов горения. Подобными свойствами обладают смеси нитрата калия с органическими горючими, углем, бором или смеси перхлората калия с теми же восстановителями.
Наружный корпус, снаряженный спрессованной смесью, имеет внутренний центральный канал, не доходящий до торца корпуса с которого организуется начало горения пирорезака.
Центральный канал снаряжается прессованным столбиком пиросостава, в результате горения которого происходит значительное выделение кислорода. Рецептура центрального пиросостава приближается к рецептуре хлоратных свечей. При малом диаметре центрального канала в 3…5 мм более эффективны составы, разработанные автором, например:
Перхлорат калия… 57%
Железо (порошок)… 40,8%
Уротропин… 2,2%
При поджигании торца наружного корпуса резака воспламеняется подогревающий состав, который лучом пламени прогревает разрезаемый металл до температуры 1000…1200 °C. После чего резак приближается к металлу почти вплотную. Начавший выделяться в результате горения центрального состава кислород образует поток, окисляющий разрезаемый металл и выносящий жидкий шлак из разреза.
Выделяющееся в результате окисления железа тепло, компенсирует теплопотери подогревающего изделие наружного корпуса с пиросмесью подогрева. Рез металла продолжается до полного выгорания пиросоставов подогрева и выделения кислорода.
Разрезание черных металлов может легко осуществляться и путем предварительного прогрева изделия пламенем пропан-бутаново-воздушной горелки, а затем осуществлением непосредственного разрезания при помощи приведенного состава, запрессованного в алюминиевую трубку с толщиной стенки 0,2…0,3 мм.
ХИМИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ПИРОТЕХНИКЕ
Азотная кислота HNO3 — применяется в гальванических цехах металлообрабатывающих предприятий.
Аммиачная селитра NH4NO3 — см. нитрат аммония (НТА).
Бариевая селитра Ва(ClO3)2 — см. нитрат бария.
Бертолетова соль КСlO3 — см. хлорат калия.
Желтая кровяная соль К4[Fe(CN)6]∙3Н2O — применяется в термических и гальванических цехах металлообрабатывающих предприятий.
Гексаметилентетрамин — см. уротропин.
Калиевая селитра KNO3 — см. нитрат калия.
Магний Mg — магний в порошке применяется в химических лабораториях, магний в виде металла применяется в авиационной и космической промышленности, магний в виде сплава с алюминием обычно приобретают на свалках авиационного лома или указанных предприятиях.
Натрий металлический — применяется для заполнения клапанов двигателей внутреннего сгорания грузовых автомобилей и тракторов.
Нитрат аммония (НТА) — применяется в качестве азотного удобрения, приобретается в магазинах торгующих удобрениями.
Нитрат бария — применяется в гальванических цехах металлообрабатывающих предприятий. Может быть получен нейтрализацией азотной кислотой гидрата окиси бария, до получения нейтральной или слабощелочной реакции индикаторной бумаги. Гидрат окиси бария применяется на сахарных заводах. А. Чиколев описывает приготовление нитрата бария так: сернокислый барий (применяется в рентгенографии желудка) смешивают с половинным количеством муки. Порошок смешивают с водой и из образовавшегося теста накатывают шарики величиной с горох. Когда они высохнут их прокаливают в муфельной печи при температуре 1000…1300 °C в течении 1,5…2 часов. Полученную золу, которая содержит сернистый барий растворяют в горячей воде и фильтруют. В фильтрат приливают азотную кислоту до прекращения выделения пузырьков сероводорода (запах тухлых яиц). Затем раствор выпаривают пока на поверхности его не образуются корка, затем соль выкристаллизовывают в холодном месте и высушивают на воздухе.
Нитрат калия — применяется в качестве калиевого и азотного удобрения, приобретается в магазинах торгующих удобрениями. Применяется в гальванических цехах, в цехах электроэррозионной обработки металлообрабатывающих заводов.
Нитрат натрия NаNО3 (натриевая селитра) — приобретается там же где и нитрат калия.
Нитрат стронция Sr(NO3)2 — применяется в химических лабораториях. Может быть получен, как и нитрат бария, путем нейтрализации окиси бария азотной кислотой. Оксид бария применяется на сахарных заводах.
Перхлорат аммония (ПХА) NH4ClO4 — получается нейтрализацией хлорной кислоты (см.) гидрокарбонатом или карбонатом аммония, или нашатырным спиртом до слабощелочной реакции индикаторной бумаги. Получившийся раствор выпаривают до образования корки на поверхности, а затем высушивают на воздухе.
Перхлорат калия KClO4 — получается термическим разложением хлората калия при температуре до 400 °C. Реакция идет по уравнению
4КСlO3 = 3КСlO4 + КСl + 71 ккал.
Пользуясь тем, что перхлорат калия очень мало растворим в воде, его легко отделить от хлористого калия (присутствующего в смеси веществ после термического разложения), если всыпать полученную растертую смесь в холодную воду перемешать и профильтровать. В фильтрате остается хлористый калий, а на фильтре перхлорат калия. Перхлорат калия также может быть получен электролизом раствора хлората калия, подкисленного несколькими каплями серной кислоты. Анодом служит графит, катодом медь. Электроды расположены на расстоянии 3 см друг от друга, плотность тока около 0,1 а/см2, температура не должна превышать 25 °C. Получающийся в результате электролиза перхлората