Нитрат рубидия - Огневая цепь пиротехнических изделий

Нитрат рубидия

Имеет четыре кристаллические модификации (а,р,у,5). При обычной температуре Н.р. имеет 5 - структуру, при 164°С происходит ее превращение в У, которая при 219°С переходит в Р, а последняя при 291 °C превращается в А - структуру. Расплавленный Н.р. является сильным окислителем. Он гигроскопичен, хорошо растворяется в воде, плохо - в спиртах, пиридине, эфире, диоксане и кетонах. При исследовании Н.р. методом ДТА обнаружены полиморфные превращения при 167 и 221 °C. Плавление Н.р. происходит при температуре 294°С. Температура начала разложения Н.р. с образованием RbNO2 и Ог по различным литературным источникам отличается весьма существенно (340-430°С). Давление кислорода, равное атмосферному, достигается при 548,5°С. Реакция разложения может быть ускорена добавлением слабых восстановителей (свинца, ртути и др.). При нагревании выше 700°С продуктами разложения Н.р. являются RbjO, N2 и Ог. Энергия активации реакции термического разложения Н.р. в диапазоне 500-600°С равна 81,4 кДж/моль, в диапазоне 600-700°С - 159 кДж/моль. В разреженном воздухе с давлением 0,665 Па при 450-500°С нитрат рубидия возгоняется без разложения. Сырьевая база Н.р. небольшая, поэтому он широкого применения не нашел.

Нитрат стронция

Имеет кубическую кристаллическую решетку. Полиморфных превращений соль не имеет. Безводная соль негигроскопична. Примеси обычно увеличивают гигроскопичность Н.с. и приводят к его слеживаемости. Н.с. хорошо растворяется в воде, жидком аммиаке (40,4г в 100г аммиака), хуже - в пиридине (0,7г в 100г пиридина), плохо - в гидразине (0,012г в 100г гидразина) и не растворяется в спирте и ацетоне. По данным ДТА Н.с. плавится с одновременным его разложением. Энергия активации процесса разложения Н.с. 53,4 кДж/моль. При высоких температурах, соответствующих горению пиротехнических составов, разложение Н.с. идет по уравнению Sr(NO3)2=SrO+N2+2,5O2-372,4 кДж. Методом ДТА установлено, что наиболее эффективными восстановителями для Н.с. являются Mg и сплав АМ. Разрежение при нагревании смесей сплав AM - нитрат стронция приводит к резкому снижению экзотермического эффекта. Н.с. применяется в сигнальных и трассирующих составах красного огня, реже - в составах белого и желтого огней, загущенных огнесмесях.

Нитрат цезия

Имеет две кристаллические модификации. При температуре 151,5-154°С происходит переход гексагональной модификации в кубическую. Расплавленный Н.ц. является сильным окислителем, разрушающим кварц, платину и многие металлы. Н.ц. хорошо растворим в воде, плохо - в спиртах, пиридине, эфирах, кетонах, диоксане. Экспериментально определенная температура плавления Н.ц. равна 414°С. Энергия активации реакции разложения Н.ц., вычисленная по уравнению Аррениуса, в диапазоне 500-600°С равна 101,23 кДж/моль, а в диапазоне 600-700°С - 145,5 кДж/моль. Давление кислорода, равное атмосферному, достигается при 584°С. В разреженном воздухе с давлением 0,665 Па нитрат цезия возгоняется без разложения. Применение нитрата цезия в пиротехнических составах ограничено.

Нитраты

Неорганические и органические соли азотной кислоты. Неорганические Н. - бесцветные или белые кристаллические вещества, составляющие большую группу окислителей пиротехнических составов. Увеличение массы катиона Н. приводит к уменьшению доли О2 в нем и, как правило, увеличению его плотности. Удельная теплоемкость и теплота образования Н. щелочноземельных металлов приблизительно в два раза выше, чем щелочных. Все Н. щелочных металлов, за исключением LiNO3, при нагревании претерпевают полиморфные превращения. Разложение Н. щелочных металлов начинается при нагреве выше температуры плавления на 100-200°С, а при 600-800°С процесс разложения сопровождается выделением бурых паров оксида азота. При температуре выше 800°С, особенно в присутствии сильных восстановителей, реакция разложения заканчивается образованием свободных металлов. Нитраты щелочноземельных металлов полиморфных превращений не претерпевают, но их разложение также протекает в несколько стадий, включающих стадии образования нитрита и оксидов. При увеличении радиуса катиона у Н. щелочных и щелочноземельных металлов наблюдается повышение температур плавления и разложения.

Реакции разложения Н. всех металлов эндотермичны, протекают достаточно энергично и носят аутокаталитический характер. Чем больше атомная масса катиона, тем выше теплота разложения Н. и тем больше необходимо затратить тепла на выделение грамма кислорода. Большинство металлических горючих (порошки Zr, Ti, Al, Mg, сплавов К-20 и АМ) снижают температуру разложения Н. и увеличивают скорость разложения. Начало интенсивного взаимодействия между Н. и сплавом АМ при скорости нагрева 20°С/мин в зависимости от природы Н. может происходить ниже температуры плавления сплава или выше этой температуры. Этот факт является важным и отражается на процессе горения смесей металл-окислитель. Если взаимодействие окислителя со сплавом АМ начинается до плавления частиц сплава, то к моменту плавления они покрываются прочной оксидной пленкой, которая предохраняет частицы от агломерации. В случае использования в качестве окислителей нитратов стронция и бария такая пленка не образуется и в процессе горения наблюдается значительная агломерация частиц сплава. Нитраты металлов находят применение в осветительных, трассирующих, сигнальных, воспламенительных и других пиротехнических составах и топливах пиротехнического типа. Неметаллические нитраты начинают разлагаться при низкой температуре с образованием только газообразных продуктов и выделением тепла. Практического применения в пиротехнических составах они не нашли.

Огневая цепь пиротехнических изделий

Состоит из средства воспламенения, замедлителя, усилителя и основного заряда (пироэлемента). В отдельных случаях усилитель или замедлитель может отсутствовать. Пироэлемент содержит контактный воспламенительный состав или воспламенительную смесь, состоящую из воспламенительного состава и дымного ружейного пороха, переходную смесь из основного и воспламенительного состава (иногда две переходные смеси в различных соотношениях).