Пиротехнического инициатора (также инициатор или воспламенитель ) представляет собой устройство , содержащее пиротехнический состав , используемый главным образом для воспламенения и другие, более сложные для Воспламенение материалов, например , термиты , газовые генераторы и твердотопливных ракет . Название часто используется и для самих композиций.
Пиротехнические инициаторы часто управляются электрически ( так называемые электро-пиротехнические инициаторы ), например , с помощью нагретого bridgewire или мостовой резистор . Они несколько похожи на капсюли или другие детонаторы , но они отличаются тем , что нет намерения произвести ударную волну. Примером такого пиротехнического инициатора является электрическая спичка .
Состав
Используемый энергетический материал, часто называемый пирогеном , обычно представляет собой пиротехническую композицию, состоящую из топлива и окислителя, где топливо производит значительное количество горячих частиц, которые вызывают / способствуют воспламенению желаемого материала.
Составы инициатора аналогичны флэш-порошкам , но отличаются скоростью горения, поскольку взрыв не предназначен, и имеют намеренно высокое образование горячих частиц. Кроме того, их легче поджечь, чем термиты , с которыми они также имеют общие черты.
Обычные окислители , используемые в перхлорат калия и нитрат калия . Обычно используемыми видами топлива являются титан , гидрид титана (II) , цирконий , гидрид циркония и бор . Размер частиц топлива определяется таким образом, чтобы получить горячие частицы с требуемым временем горения.
Могут использоваться более экзотические материалы, например карбораны . [1]
Для специальных применений могут использоваться пирофорные воспламенители, которые воспламеняются при контакте с воздухом. Триэтилборан использовался в качестве воспламенителя для реактивных двигателей Lockheed SR-71 .
Общие композиции
Металл-окислитель
ЗПП
Одним из наиболее распространенных инициаторов является ZPP , или цирконий-перхлорат калия - смесь металлического циркония и перхлората калия. Он также известен как стандартный инициатор НАСА . Он обеспечивает быстрое повышение давления, выделяет мало газа, выделяет горячие частицы при воспламенении, является термически стабильным, имеет длительный срок хранения и стабилен в вакууме. Он чувствителен к статическому электричеству .
BPN
Другая распространенная формула воспламенителя - BPN , BKNO3 или бор-нитрат калия , смесь 25% бора и 75% нитрата калия по весу. Он используется, например, НАСА . Он термически стабилен, стабилен в вакууме и его скорость горения не зависит от давления.
По сравнению с черным порохом BPN горит значительно сильнее и оставляет больше твердых остатков, поэтому черный порох является предпочтительным для систем многоразового использования.
Высокая температура BPN делает его подходящим для применений, где критически важно быстрое и воспроизводимое инициирование, например, для подушек безопасности , ракетных двигателей и ложных ракет . Однако это относительно дорого.
БПН может также использоваться в качестве ингредиента твердого ракетного топлива . [2]
БПН можно поджечь лазером. [3] Для зажигания в вакууме можно использовать полупроводниковый лазер мощностью не менее 0,4 Вт. [4]
Другие
Другие смеси , встречающиеся в алюминии - калий , перхлорат и титан -aluminium-калий перхлорат. [5]
Гидрид-окислитель металла
Смеси гидрида металла и окислителя заменяют металл его соответствующим гидридом . С ними обычно безопаснее обращаться, чем с соответствующими композициями металл-окислитель. Во время горения они также выделяют водород , который может действовать как вторичное топливо. Обычно используются гидрид циркония, гидрид титана и гидрид бора.
ЖПП
ZHPP ( гидрид циркония - перхлорат калия ) - это вариант ZPP, в котором вместо чистого циркония используется гидрид циркония. Это значительно безопаснее в обращении, чем ZPP. [6]
ТЭС
THPP (гидрид титана перхлорат калия) представляет собой смесь гидрида титана (II) и перхлората калия. Он похож на ЖПП. Как и ЖПП, с ним безопаснее обращаться, чем с перхлоратом титана-калия. [7]
Интерметаллиды
Образование интерметаллического соединения может быть сильно экзотермической реакцией, которую можно использовать в качестве инициатора.
Титан-бор
Титан - бора композиция является одним из самых горячих пиротехнических реакций в общем пользовании. Он твердотельный, безгазовый. Его можно использовать в качестве пиротехнического инициатора или для нагрева ограниченного газа для выполнения механических работ. [8]
Никель-алюминий
Никель - алюминий слоистые материалы могут быть использованы в качестве электрический инициируемых пиротехнических инициаторов. NanoFoil является таким материалом, имеющимся в продаже.
Палладий-алюминий
Палладий -clad алюминиевые провода могут быть использованы в качестве плавкого провода, известный как Pyrofuze . [9] Реакция инициируется теплом, обычно под действием импульса электрического тока. Реакция начинается при температуре плавления алюминия 600 ° C и бурно протекает до температуры 2200–2800 ° C. Для реакции не требуется присутствие кислорода, и проволока расходуется. [10]
Пирофуз представляет собой сплошную проволоку разного диаметра (от 0,002 дюйма до 0,02 дюйма), плетеную проволоку, ленту, фольгу и гранулы. Вместе с алюминием можно использовать палладий, платину или палладий, легированные 5% рутения . [11] [12] Pyrofuze bridgewires может быть использован в сквибах и электрических матчах . Фольга из пирофуза может использоваться, например, для герметизации различных дозаторов или систем пожаротушения. [13] Также можно использовать палладий-магниевый состав, но он не является коммерчески доступным или, по крайней мере, не так широко распространен. [14]
Другие
BNCP
BNCP ( цис- бис- (5-нитротетразолато) тетраминкобальт (III) перхлорат ) является другим распространенным материалом инициатора. Это относительно нечувствительно. Он подвергается переходу от горения к детонации на относительно коротком расстоянии, что позволяет использовать его в детонаторах . Его побочные продукты сгорания не наносят вреда окружающей среде. [15] Его можно зажечь от лазерного диода .
Свинец азид
Азид свинца (Pb (N 3 ) 2 или PbN 6 ) иногда используется в пиротехнических инициаторах.
Другие
Также можно использовать другие материалы, чувствительные к теплу, например, HMTD , [1] тетразеновое взрывчатое вещество , мононитрорезорцинаты свинца, динитрорезорцинаты свинца и тринитрорезорцинаты свинца. [16]
Смотрите также
- Электрический матч
- Вспышка порошка
- Термит
- Шпренгель взрывчатка
Рекомендации
- ^ HMTD как инициатор