Пиротехнические материалы. Металлические опилки, древесные опилки
Работа пиротехника, как у советского следователя - "наша служба и опасна, и трудна". На каждом шагу подстерегает опасность, порой смертельная. Только доскональное знание химических процессов, большой опыт и хирургическая точность выполнения каждого действия гарантируют безопасность. Пиротехника - не место для самодеятельности!
Металлические опилки делаются из чугуна, железа, стали, цинка и красной или жёлтой меди, и употребляются для искристых огней. Медные опилки образуют то зелёные (изумрудные), то голубые (лазоревые) искры; томпаковые опилки (из жёлтой меди, состоящей из сплава меди с цинком) дают чрезвычайно нежные светло-зелёные искры; от цинка получаются голубые капли (бусы); железо образует красные цветы и звёздочки; чугун и литая английская сталь выделяют блестящие бриллиантовые горошины, называемые «жасминовыми цветками» (Jasminbiuthea).
Добыть опилки в готовом виде не всегда легко, а если и найдутся на заводах и в мастерских, то они редко без ржавчины, сора, жира или окалин, а это товар неподходящий: всё действие основано на том, чтобы горел чистый, без примеси, металл, а не что-либо иное. Поэтому опилки - и специально железные, чугунные и стальные - надо очищать, а лучше всего и приготовлять самому; держать же следует их в плотно закупоренных, засмолённых бутылках, по возможности в тёплом, сухом месте.
Чугунные опилки покупаются в виде стружек или готовых опилок на стале- и чугунолитейных заводах или в соответствующих мастерских. Первым делом их нужно прокалить добела, а затем опустить в горшок с водой, в которой разведено небольшое количество квасцов. Тогда опилки дряблы и толкутся очень легко. Опять нужно просеять сквозь шёлковое сито.
В продаже попадаются особого рода изделия: тонкие чугунные иглы, фабрикуемые на Лионских шелкопрядных заводах под названием «fleueres de Lyon»; эти нити, мелко истолченные, служат для так называемых «китайских» огней и дают прелестные жасминовые цветки с розоватым отливом.
Железные опилки встречаются также на заводах и в мастерских, но продаются (зато весьма дорого) и в аптекарских складах под названием «limatura ferri alcoholisata». Железные опилки часто попадаются в таком мелком виде, что их толочь не нужно, но просеять необходимо, и притом так, чтобы было несколько сортов: мельчайшая пыль, мелкий песок и мелкое зерно. Пыль просевается сквозь редкое полотно. Прокалить не мешает, но только докрасна, причём слегка смачивают опилки льняным маслом и мешают лопаточкой.
Самый мелкий порошок железа добывается из железного купороса (Eisenvitriol), т.е. из водной сернокислой закиси железа, из которой металл этот восстанавливается при помоши водорода. Сероватый порошок, называемый ferum hydrogenio reductum, даёт чистые, яркие искорки, но употребляется только для салонных объектов, т.к. для крупных зарядов он несколько дороговат.
Сталь, дающую самые белые, чистые звёздочки, не следует прокаливать: её промывают бензином и сушат на бумаге над плитой. Продаётся преимущественно в слесарных мастерских и там, где делывают сабли, ружья и т.п. предметы. Мельчится в ступке и сеется на два сорта: пыль и песок. Более крупные куски толкутся и обсеваются снова.
Медь (красная), употребляемая для зеленоватых, голубых и фиолетовых огней, редко можно получить в химически чистом виде, хотя опилки достать нетрудно, пилить же её самому - долгая и трудная работа. Поэтому лучше всего добыть мельчайший порошок чистой меди электрохимическим путём, и именно посредством выделения меди из медного купороса (т.е. из соединения меди с серной кислотой). Достигается это либо посредством железа, либо при помощи цинка. Железо, опущеное в раствор медного купороса и сильно взбалтываемое в течение получаса, вызовет медный осадок в виде тоненьких пластинок или лепестков, которые нужно промыть на фильтре и высушить. С цинком поступают иначе: I часть медного купороса (синих кристаллов) опускают в 3 части кипятка, насыпают немного крупного зернистого цинка и продолжают кипятить. Цинк соединится с серной кислотой и образует белый цинковый купорос, нелегко сходящий с зерен: а медь освободится и осядет в виде мелкого порошка. Этот порошок следует промыть и ещё раз прокипятить в воде, к которой прибавлено несколько капель серной кислоты, чтобы отделить остатки цинка: затем высушить и держать в сухом месте.
Если накалить медь, допуская свободный приток воздуха, то под влиянием кислорода образуется «закись» (Kupferoxydul, т.е. первая степень закисления) меди; эта закись отскакивает под ударами молотка или при погружении горячего металла в воду в виде маленьких пластинок, просвечивающих темно-красным, почти кровавым цветом. Закись подлежит дальнейшей обработке - мельчению и вторичному прокаливанию на воздухе - чтобы обратиться в следующую степень окисления: «окись меди» (Kupferoxyd). Такая окись имеет вид чёрно-бурого порошка. В продаже эта окись довольно дорога, поэтому выгоднее всего употреблять в дело медную окалину (Kupfcrhamincrschlag), т.е. изгарь, отделяющуюся в виде желтовато- или буровато-красных чешуек при проковке мели; выгодно также употреблять медистую сажу, осаждающуюся при плавке медных руд, выломки из медеплавильных печей, спекшуюся рудничную мелочь и другие остатки выделки меди, но лучше всего окалина. Этот материал толкут, ссыпают в тигель и прокаливают на сильном огне, помешивая массу медной полосой; тогда окалина сначала вздуется, а затем, окончательно окислившись, примет вид темно-бурого порошка. Служит не только для искр, но и как примесь к составам.
Томпак (желтая мель) может мельчиться только путём напиливания.
Цинк и его соединения дают чистый белый, голубой или зелёный, но всегда ослепительно яркий огонь; с другой же стороны, цинк отличается неприятным свойством выделять густой изжелта-белый дым при горении. Его употребляют в виде опилок, зерен и полосок. Опилки бывают в виде пыли или песка; зёрна - не менее ружейного пороха; полоски - не толще нотой бумаги, в ширину - 2 мм, в длину - 4-5 мм. Мелкий цинк дает чистое пламя, а более крупный производит искры.
Яркая, чистая окраска цинкового пламени происходит от окисления этого металла; если же в состав входит вместе с цинком и уголь, то последний повредит этому окислению и испортит дело. Уголь, содержащийся в цинковой мякоти, не особенно чувствителен только потому, что его сравнительно немного.
Опилки цинка добываются исключительно напиливанием, но работа эта прямо несносна. Ввиду этого вместо опилок употребляют порошок, добываемый следующий способом: т.к. цинк при 110-150°С только смягчается до тягучести, а при 200 °С становится до того дряблым, что крошится в ступке, как сахар, - то чугунную ступку обкладывают горячими угольями, кладут в неё несколько обрезков цинка (которые за гроши можно получить у любого жестянщика) и, когда ступка нагреется, пробуют пестиком толочь их.
Как только наступит требуемая степень нагревания, измельчают то, что уже в ступке, затем прибавляют новых кусков, опять мельчат, и таким образом поступают до тех пор, пока весь запас цинковых обрезков не будет искрошен. Но не следует опускать температуру ниже 200°С, т.к. тогда цинк тянется, но не толчётся.
По измельчении порошок студится и просевается, а что недостаточно мелко - поступает обратно в тигель.
Зернение (гранулирование) цинка происходит приблизительно таким же способом: цинк растапливают в тагане, затем снимают с огня, и только он начнёт остывать - сливают в фарфоровую ступку и ударяют широким пестом. Цинк разлетается на множество зерен, которые просеваются сквозь два сита, а слишком крупные - снова растапливаются. Но более двух раз плавление чистого цинка не удаётся: он до того окислится, что необходима примесь тела, способного поглотить избыток кислорода. Для этой цели к цинку прибавляют угольный порошок, который мешают железной ложкой, и когда цинк расплавится, то выливают его из-под угольного покрова в ступку.
Цинковые полоски просто-напросто нарезаются крупными ножницами, сначала вдоль, а после - поперёк.
Все металлические опилки, преимущественно стальные и чугунные, могут пролежать в составе очень недолго, т.к. содержащиеся в них азотно-кислые соли (особенно часто встречается калиевая селитра) окисляют металлы и тем самым уничтожают или парализуют их действие. Поэтому такие смеси нужно не заготавливать впрок, а составлять накануне фейерверка, а ещё лучше - в тот же самый день.
Магний (Magnesium, magnesia metallica - Magnium. magnesium) есть металлическое основание магнезии (горькозема): имеет вид серебристого ковкого, замечательно лёгкого металла; на влажном воздухе получает белый налёт (от окиси магния). Становится тестовато-мягким около точки плавления цинка, при более сильном нагревании - горит ослепительно-белым пламенем, выделяет белый пар и по сожжении оставляет вместо пепла окись магния, т.е. чистую магнезию. Удельный вес - 1,743. В продаже встречается в виде узких лент, тонкой проволоки, зернистого порошка, а иногда в виде губок, но чистым никогда не бывает и обычно содержит следы алюминия, железа, кремния и угля.
В настоящее время магниевые порошки являются наиболее часто применяемыми горючими. Для освещения - в фотографии, на маяках, для сигнальных огней и для некоторых пиротехнических объектов - употребляется порошок магния в смеси либо со смолистыми веществами, либо с порошком бертолетки. В последнем случае смесь - сильно взрывчатая - производится крайне осторожно, на бумаге, с помощью бородки пера и служит только для вспышек. Для театра, сада и более продолжительных фотографических съёмок употребляется лента, кстати сказать, очень неудобная, т.к. она требует крайне энергичного огня для зажжения и особого фонаря с рефлектором и движущим механизмом.
Древесные опилки (Sagespane) примешиваются к составам для регулирования огня. Опилки эти, возможно, мелкие сначала держат в течение нескольких дней в растворе 1 часть селитры на 5 частей воды; затем сушат и, если нужно, мельчат. Хорошо приготовленные опилки должны быстро загораться от соприкосновения с горячим углем и, сгорев ярким огнём, оставить очень мало золы. Проба производится таким образом: насыпают длинную, узенькую «дорожку» опилок и зажигают с одного конца; по дорожке этой огонь должен пройти до другого конца и сжечь все дотла.
Вместо древесных опилок употребляются иногда с той же целью пшеничная мука и ликоподий, хотя последний значительно дороже опилок.
В довершение упомянем ещё об одном порошкообразном веществе, имеющем значение опилок: это золотистый песок (Goldsand), выделанный из прокалённой и мелко истолчённой слюды (Glimmer). Этот песок. имеющийся в каждой бумажной лавке, служит для образования маленьких летучих искр в небольших солнцах, звёздах и швермерах.
