exploders.info - Портал по взрывчатым веществам и пиротехнике
  • Пиротехника
    • ajet ЛИТОЙ ЧЕРНЫЙ ПОРОХ НА ЭВТЕКТИКАХ 2013-01-02 10:14:31
АВТОРИЗАЦИЯ
ЛОГИН:
ПОРОЛЬ:
Автор: ajet
2013-01-02 [#40745]

ЛИТОЙ ЧЕРНЫЙ ПОРОХ НА ЭВТЕКТИКАХ

Форум: Пиротехника

Сабж был найден по почину тематики "Горячельющиеся "полудымные" пороха на эвтектиках АС". Скажу прямо, все, что связано с АС мне очень не понравилось. Составы на основе АС очень плохо горят, хрупкие, шашку не сделаешь, всегда пористые, так как при нагревании АС всегда разлагается. Другая тематика дала подсказку.. Карамельные топлива горят медленно, что плохо для торцевых РД. Приходится добавлять катализатор на основе окиси железа. Наилучший результат был придуман для кальциевой карамели (Pashok), где к составу нитрат кальция+сорбит добавляется ацетат натрия: 8 мм/с. Это вдохновило на поиск эвтектики с участием нитрата кальция, так как он плавится очень высоко. Эвтектика делалась по рецепту: Состав нитрат калия НК 2г , нитрат кальция НКа 4-х водн 2г , нитрат натрия НН 0,7г плавился до 290С для полного удаления воды. Температура плавления такой эвтектики 130С, замерзания 105С. С этим составом получаются легкоплавкие эвтектики с сорбитом, которые однако плохо горят, 1 мм/с., а попытки добавить ацетат натрия, приводят, увы, к цементированию (закозлеванию состава). Возникла мысль вообще вместо сорбита добавить уголь. В расплав при 140С замешивается порошок древесного угля (У). Это безопасная процедура, так как воспламенение состава начинается при 290С. Но нудная, так как порошок гидрофобен, и схватывается легко только при застывании расплава. Легко замешивается влажный уголь (обработка паром), но при этом приходится долго ждать удаления воды. при этом наблюдается образование пены, что не желательно. При остывании получается прочный черный состав без пузырей и пор. Из него относительно легко можно отлить шашки, скорость горения феноменальная!! НК 2г , НКа 2г , НН 0,7г , У (еловый) 0,7г : плотность шашки 1,50, скорость горения 35-45 мм/с , расплав вязкий, порошок У очень рыхлый НК 2г , НКа 2г , НН 0,7г , У (березовый) 0,7г : плотность шашки 1,90, скорость горения 25 мм/с , расплав подвижный, порошок У компактный Для состава НК 2г, НКа 2,45г с Тпл=145С (уголь еловый): НК 2г, НКа 2,45г, У 0,6г (Тпл=145С) получается 16-19 мм/с. Горит быстро, но иногда с образующейся соплей расплава. Шашка, твердая, без видимых пор (более о,1 мм) немного гигроскопична. Плотность 1,78 . НК 2г, НКа 2,45г, У (еловый) 0,3г, сорбит 0,75г получается 10-14 мм/с. Плотность 1,47 . НК 2г, НКа 2,45г, У (березовый) 0,3г, сорбит 0,75г получается 5 мм/с. НК 2г, НКа 2,45г, У 0,15г, сорбит 1,15г получается 3 мм/с. НК 2г, НКа 2,45г, У 0,00г, сорбит 1,52г получается 2 мм/с. Интересно, что замена елового угля на березовый ведет к снижению скорости горения в 2 раза. Ввод окиси железа в угольно-сорбитовые композиции НК 2г, НКа 2,45г, У 0,3г, сорбит 0,75г практически не влияет на скорость горения. Попытки сделать эвтектику: НК 2г, НН 1,7 г, еловый уголь 0,6 г . с Тпл 220С дают пористый НЕ гигроскопичный состав, который однако люто горит: 30 мм/с. Эволюция этого состава: 1. НК 2г, НН 1,7 г, еловый уголь 0,3 г, сорбит 0,7 г - не хочет гореть!! Иногда состав удается поджечь, но видно, что горение идет только потому, что по поверхности бегают капельки расплава. И это при том, что аналогичный состав с углем и кальциевой эвтектикой горит со скоростью 10 мм/с. 2. НК 2г, НН 1,7 г, сорбит 1,4 г - в отличие от сорбитовой карамели очень твердый и прочный, абсолютно не гигроскопичный. Сорбит снижает Т затвердевания эвтектики до 140С, образуя раствор при 180С. Но, абсолютно не хочет гореть! Интересно, что кальциевая эвтектика дает традиционную карамель, которая горит со скоростью 1-2 мм/с. Вывод, что эвтектика НК-НН плохо дружит с сорбитом, как ни странно, и вообще ведет себя парадоксально. А что же нитрат кальция сам по себе? НКа 4г, сорбит 1,2 г: расплав застывает при 140К, более менее обезвоживается при 180С. Образуется стекловидная карамель, скорость горения 4 мм/с. Попытки модифицировать ацетатом натрия дают кальциевую карамель со скоростью горения 8 мм/с. Интересно, что сам по себе состав 70% нитрата кальция и 30% ацетата натрия абсолютно негигроскопичен при тщательном обезвоживании при 250С. Дает белый порох, который отлично горит со вспышкой. НКа 4г, сорбит 0,6 г, еловый уголь 0,25 г: расплав очень вязкий, скорость горения 0,7 мм/с, к удивлению. Эта тенденция находятся в полном противоречии НК-НКа эвтектикой, где ввод угля повышает скорость с 2 до 10 мм/с. То есть, роль кальция очень не однозначна. В принципе, уголь в эвтектикой НК-НН тоже горит хорошо, 30 мм/с, только Тпл слишком высока, 220С, да и из расплава очень трудно сделать монолитную шашку. Думаю, можно предположить, что НКа прекрасно дружит с сорбитом, но плохо с углем. По крайней мере, такой вывод можно сделать из сравнения результатов по эвтектикам: НК 2г, НКа 2,45г и НК 2г , НКа 2г , НН 0,7г Уменьшение содержания кальция приводит к увеличению скорости горения. Она также видимо связана с плотностью получаемого состава. Было найдено, что с ее уменьшением увеличивается скорость горения. однако, пор в шашках найдено не было. Видимо, речь идет о внутреннем объеме гранул угля. Известно, что древесный уголь обладает гигантской поверхностью, это практически наноуголь с размером структур 1-5 нм. Косвенно это предположение подтверждается тем, что более легкий еловый уголь дает лучшие результаты. Составы с высокой скоростью горения к сожалению не очень хорошо воспроизводятся, это может быть и 30 мм/с, и 45 мм/с. По наблюдениям хорошо воспроизводятся все составы на березовом угле и для елового угля на эвтектике НК 2г, НКа 2,45г . Шашки немного гигроскопичны, но их можно покрывать маслом или парафином. Гигроскопичность такая же, как и у сорбитовой карамели. В завершении можно сказать, что роль кальция судя по всему сводится только к снижению Тпл, что заставляет думать о нитрате лития. Нитрат кальция, судя по всему, хорош только для сорбита. И это блестяще подтвердилось в следующем эксперименте. Кальциевый порох. Уголь (березовый) растирался с НКа, затем грелся при 150С до полного удаления воды. Состав НКа 2,36 г + У 0,3 г образует комки, которые самовоспламеняются только при 400С (супротив 290 для НК). И порошок (перетертый), и агломераты при этом начинают медленно тлеть со скоростью 1-2 мм/с. То же самое наблюдается при воспламенении при комнатной температуре. Модификация состава до рецепта черного: НКа 2,36 г + У 0,4 г + S 0,27 г дает немного лучший результат. Состав горит чуть живее, но видно, что нагло горит сера, да и запах SO2, и сульфиды не образуются. При нагреве этой смеси до 120С наблюдается почернение из-за плавления серы, при этом смесь в значительной степени теряет свою гигроскопичность при хранении. Это возможный способ пассивации дымного пороха (особенно с натриевой селитрой), прогреванием. НКа, кстати достаточно мирно ведет себя и с аскорбиновой кислотой. В отличие от НК, эту карамель можно греть до 200С, в отличие от НК этот состав не воспламеняется с хлопком при перегреве, а просто горит. Карамель на основе НКа 2,36 г + АК 0,88 г горит со скоростью 4 мм/с, так же как и сорбит с НКа. В целом гипотеза подтвердилась: НКа с углем не дружит!! Даже в присутствии серы. С кальцием разобрались, интересно понять влияние натрия. Сплава НН с углем не сделаешь, но можно сравнить две эвтектики с НКа. 1. НК 2г, НКа 2,45, уголь березовый 0,6 г: скорость горения 12 мм/с. Как и ожидалось, это меньше чем для елового угля 20 мм/с. Заменим моль-эквивалентно НК на НН: 2. НН 1,68 г , НКа 2,45, уголь березовый 0,6 г (Тпл 250С): скорость горения 1-2 мм/с. Можно предположить, что натрий тоже не подарок. Не понятно,как это может быть связано с температурой разложения: НК - 400С НН - 380С НКа - 500С Тем не менее, это коррелирует с данными из Шидловского (Основы пиротехники, с.103), что стехиометрические смеси угля горят: НК 2 мм/с НН 1 мм/с нитрат бария 0,3 мм/с Где то были данные, что с нитратом свинца это вообще не горит. Похоже, что НК по своему уникален. Таковы результаты моих исследований этого нового топлива.

Мне нравится
  • ajet белый порох 2013-01-02 [#40746]
  • Temnyi elf Работа несомненно большая проделана. 2013-01-04 [#40749]

© Добрейшей души человеки, 2003-2019

При использовании материалов ресурса ссылка обязательна.