Пульсуючі суміші

Дію горіння пульсуючих сумішей можна розглянути на прикладі горіння потрійної суміші KNO₃ (нітрат калію) / S (сірка, в надлишку) / Al (алюміній, порошок). При займанні суміші, сірка згорає пошарово за рахунок кисню повітря (та частково кисню із нітрату калію), виділяючи тепло, якого однак не достатньо для окислення (займання) алюмінію (або реакції з нітратом калію).

S + O₂ = SO₂

2KNO₃ + S = 2KNO₂ + SO₂

2KNO₃ + S = K₂SO₄ + SO₂

2KNO₃ + 3S = K₂S + 3SO₂

Через певний проміжок часу, який залежить від кількості пального (певного пошару), що вигорає, частинки пального (алюмінію) та окислювача (нітрату калію) поступово накопичуються на поверхні суміші, утворюючи новий поверхневий шар. Цей активний шар прогрівається до температури початку взаємодії алюмінію та нітрату калію, який запалюється зі спалахом. Далі триває спокійний (стаціонарний) процес згорання чергової кількості сірки («інертного» пального) до появи наступного активного шару (KNO₃ / Al) і так далі.

6KNO₃ + 10Al = 3K₂O + 3N₂ + 5Al₂O₃

Інші реакції:

2Al + 3S = Al₂S₃

2Al₂S₃ + 9O₂ = 2Al₂O₃ + 6SO₂

K₂O + SO₂ = K₂SO₃

2K₂O + O₂ + 2SO₂ = 2K₂SO₄

Як інертне паливо використовують метальдегід, гексаметилентетрамін (уротропін), нітрогуанідин.

З іншого боку, пульсуючі суміші можна розглядати як такі, що складаються з двох частин: 1) "тліючої" суміші, що повільно та рівномірно горить з відносно низькою температурою та майже невидимим полум'ям та 2) "спалахуючої" суміші ("освітлювальної" суміші). Обидва типи складаються з окисника і пального, причому один із компонентів може входити як в склад "тліючої" суміші, так і в склад "освітлювальної" суміші.

Так для вищезгаданої суміші цими частинами слугують тліюча суміш (сірка - кисень з повітря та KNO₃) та освітлююча (алюміній - нітрат калію).

Окислювачами в пульсуючих сумішах служать нітрати барію, стронцію, натрію, калію перхлорат, сульфати барію, стронцію.

Приклади тліючих сумішів:

• Органічне (рідше неорганічне) пальне - кисень повітря;
• Нітрати калію, барію, стронцію - Органічне (рідше неорганічне) пальне (в надлишку);
• Перхлорат амонію (в надлишку) - Магній.

Приклади освітлювальних сумішів:

• Нітрати калію, барію, стронцію - Магній, алюміній;
• Сулфати барію, стронцію - Магній, алюміній;
• Перхлорат калію - Порошок сплаву магній-алюміній.

Білій спалах

1) Ba(NO₃)₂ 70-80%, порошок сплаву Al-Mg 20-25%, ідітол 0-2%;

2) KNO₃ 15-28%, порошок Al 9-17%, сірка 56-76%, нітролак до 5%.

Жовтий спалах

1) Ba(NO₃)2 65-75%, порошок сплаву Al-Mg 20-30%, Na₂C₂O₄ 2-8%;

2) NH₄ClO₄ 50%, порошок Mg 40%, Na₂SO₄ 10%.

Червоний спалах

1) Sr(NO₃)₂ 78-84%, порошок сплаву Al-Mg 16-22%, ідітол 1,5-2,5%, нітрогуанідин до 5%;

2) NH₄ClO₄ 50%, порошок Mg 30%, SrSO₄ 20%.

Зелений спалах

1) Ba(NO₃)₂ 70-75%, порошок сплаву Al-Mg 12-18%, ідітол 8-12%, нітрогуанідин до 2%;

2) NH₄ClO₄ 60%, порошок Mg 23%, BaSO₄ 17%.

1. Shimizu T. Fireworks: The Art, Science and Technique. Pyrotechnica Publications, Austin, Texas, 1981.
2. Ладягин Ю. О. Введение в пиротехнику, Москва, 1997.
3. Мадякин Ф. П., Тихонова Н. А. и др. Сигнальные и фейерверочные составы и изделия. КГТУ, Казань, 2001.

• Піротехніка