DE102004023564A1

DE102004023564A1 - Pyrotechnic fog set

Info

Publication number: DE102004023564A1
Application number: DE102004023564A
Authority: DE
Inventors: Ernst-Christian Dr. Koch
Original assignee: Diehl BGT Defence GmbH and Co KG
Current assignee: Diehl BGT Defence GmbH and Co KG
Priority date: 2004-05-13
Filing date: 2004-05-13
Publication date: 2005-12-08
Also published as: EP1595861A1; US20050252590A1

Abstract

Es wird ein pyrotechnischer Satz vorgeschlagen, welcher als Brennstoff schwarzen Phosphor enthält und insbesondere als pyrotechnischer Nebelsatz vorteilhaft einsetzbar ist.A pyrotechnic composition is proposed, which contains black phosphorus as the fuel and can be used advantageously in particular as a pyrotechnic vapor mixture.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen pyrotechnischen Satz, insbesondere einen pyrotechnischen Nebelsatz.The The present invention relates to a pyrotechnic composition, in particular a pyrotechnic fog set.

Allgemein finden die weiße sowie die rote Modifikation des Phosphor Anwendung in Munition zur Erzeugung von Aerosolen auf der Basis von Phosphorsäuretröpfchen.Generally find the white one as well as the red modification of the phosphorus application in ammunition to Production of aerosols based on phosphoric acid droplets.

Weißer oder farbloser Phosphor ist eine kristalline Modifikation, welche bereits bei Raumtemperatur durch Luftsauerstoff langsam zu Phosphoroxiden abreagiert. Aus diesem Grund muss die Verarbeitung von farblosem Phosphor stets unter anaeroben Bedingungen erfolgen.White or colorless phosphorus is a crystalline modification which already At room temperature by atmospheric oxygen slowly to phosphorus oxides reacted. For this reason, the processing of colorless Phosphorus always under anaerobic conditions.

Roter Phosphor ist eine amorphe Modifikation, welche durch verschiedene Verfahrenswege aus den unterschiedlichsten Phosphormodifikationen erzeugt werden kann. Roter Phosphor ist bei Raumtemperatur stabil, entzündet sich mit Sauerstoff erst oberhalb 300°C, und ist im Gegensatz zu farblosem Phosphor außerdem ungiftig. Aufgrund dieser vorteilhaften Eigenschaften wird der rote Phosphor häufig in pyrotechnischen Sätzen als Brennstoff eingesetzt.red Phosphorus is an amorphous modification caused by various Process paths from a wide variety of phosphorus modifications can be generated. Red phosphorus is stable at room temperature, inflamed with oxygen only above 300 ° C, and is in contrast to colorless phosphorus Furthermore non-toxic. Because of these advantageous properties of the red Phosphorus common in pyrotechnic sentences used as fuel.

So ist zum Beispiel aus der DE 199 14 097 A1 bekannt, in einem pyrotechnischen Nebelsatz roten Phosphor als Brennstoff einzusetzen. Der rote Phosphor wirkt als Träger der emissiven Wirkung im infraroten Bereich, sodass dieser Nebelsatz für Tarn- und Täuschzwecke verwendet werden kann. Dabei wird der rote Phosphor bei der Umsetzung der energetischen Komponenten des pyrotechnischen Satzes weitgehend verdampft und verbrennt in Gegenwart des Luftsauerstoffs zu Phosphorpentoxid, was wiederum mit der Luftfeuchtigkeit zu Phosphorsäure reagiert. Die bei diesem pyrotechnischen Satz verwendeten Alkalimetallnitrate als Oxidationsmittel erzeugen schließlich Aerosoltröpfchen (Metallhydroxide), die mit den oben genannten Phosphorsäuretröpfchen in einer stark exothermen Reaktion Dihydrogen-phosphate bilden, welche wiederum stark exotherm hydratisieren. Insbesondere die in den beiden letztgenannten Reaktionen gebildete Wärme sorgt für eine starke Emission der Aerosoltröpfchen im mittleren und langwelligen Infrarotbereich.So is for example from the DE 199 14 097 A1 it is known to use red phosphorus as fuel in a pyrotechnic mist set. The red phosphorus acts as a carrier of the emissive effect in the infrared range, so that this fog set can be used for stealth and deception purposes. In this case, the red phosphorus is largely evaporated in the implementation of the energetic components of the pyrotechnic composition and burns in the presence of atmospheric oxygen to phosphorus pentoxide, which in turn reacts with the humidity to phosphoric acid. Finally, the alkali metal nitrates used as oxidizing agents in this pyrotechnic composition produce aerosol droplets (metal hydroxides) which form dihydrogenphosphates in a strongly exothermic reaction with the abovementioned phosphoric acid droplets, which in turn hydrolyze strongly exothermically. In particular, the heat formed in the two last-mentioned reactions ensures a strong emission of the aerosol droplets in the medium and long-wave infrared range.

Ein entscheidender Nachteil des roten Phosphor besteht in der Praxis aber in seiner langsamen Umwandlung zu weißem Phosphor und der damit einhergehenden Bildung von Phosphanen infolge hydrolytischer Disproportionierung. Das Vorliegen kleinster Mengen des thermodynamisch relativ instabilen weißen Phosphor ist auch der Grund für die oftmals beobachtete spontane Entzündung des roten Phosphor und die explosionsartige Umsetzung in Gegenwart kleinster Mengen starker Oxidationsmittel wie zum Beispiel Chlorat oder Perchlorat.One decisive disadvantage of the red phosphorus is in practice but in its slow conversion to white phosphorus and the concomitant Formation of phosphines due to hydrolytic disproportionation. The presence of minute amounts of the thermodynamically relatively unstable white Phosphorus is also the reason for often observed spontaneous inflammation of red phosphorus and the explosive reaction in the presence of minute amounts of strong Oxidizing agents such as chlorate or perchlorate.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen pyrotechnischen Satz auf Phosphorbasis bereit zu stellen, der sicher handhabbar ist.Of the The present invention is therefore based on the object, a pyrotechnic To provide a phosphorus-based set that is safe to handle is.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen pyrotechnischen Satz gemäß Patentanspruch 1 gelöst.These The object is achieved by a Pyrotechnic composition according to claim 1 solved.

Der pyrotechnische Satz der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass er als Brennstoff schwarzen Phosphor enthält. Dieser pyrotechnische Satz ist vorteilhafterweise als pyrotechnischer Nebelsatz einsetzbar.Of the Pyrotechnic set of the invention is characterized in that it contains black phosphorus as fuel. This pyrotechnic set is advantageously used as a pyrotechnic fog set.

Der schwarze Phosphor ist eine kristalline Modifikation des Phosphor, welche bei Raumtemperatur die stabilste Modifikation darstellt. Insbesondere reagiert schwarzer Phosphor mit Sauerstoff erst oberhalb 400°C. Diese höhere Zündtemperatur erleichtert die Handhabung des Materials und des entsprechenden pyrotechnischen Satzes und vermindert die unbeabsichtigte Zündung durch Druck, Reibung, Schlag oder dergleichen, weshalb schwarzer Phosphor auch als Bestandteil von pyrotechnischen Aerosolsätzen in physikalisch hoch belasteter Munition, wie zum Beispiel Artilleriemunition, zur Anwendung kommen kann.Of the black phosphorus is a crystalline modification of phosphorus, which represents the most stable modification at room temperature. In particular, black phosphorus reacts with oxygen only above 400 ° C. These higher Ignition facilitates the handling of the material and the corresponding pyrotechnic set and reduces accidental ignition Pressure, friction, impact or the like, which is why black phosphorus also as a component of pyrotechnic aerosol sets in physically heavily loaded ammunition, such as artillery ammunition, can be used.

Die bei den stark exothermen Reaktionen des schwarzen Phosphor schließlich entstehende Wärme liegt zumindest im Bereich der oben beschriebenen Reaktionen bei der Verwendung von rotem Phosphor.The in the strongly exothermic reactions of the black phosphorus finally resulting heat is at least in the range of the above-described reactions in use of red phosphorus.

Im Gegensatz zu rotem Phosphor beobachtet man bei der Verwendung von schwarzem Phosphor keine Phosphan-Entwicklung.in the Contrary to red phosphorus one observes with the use of black phosphorus no phosphine development.

Darüber hinaus besitzt schwarzer Phosphor eine im Vergleich zu weißem und rotem Phosphor eine deutlich höhere Dichte von etwa 2,69 g/cm³. Dies führt zu einer Vergrößerung der volumenbezogenen Ausbeute bei pyrotechnischen Sätzen, mit anderen Worten zu einer höheren Nutzlast im Verhältnis zum Gesamtgewicht einer Munition.In addition, black phosphor has a significantly higher density of about 2.69 g / cm ³ as compared to white and red phosphorus. This leads to an increase in the volume-related yield in pyrotechnic sets, in other words to a higher payload in relation to the total weight of an ammunition.

Schwarzer Phosphor ist ferner ein Halbleiter. Diese Eigenschaft vermindert das Risiko von elektrostatischen Entladungen bzw. Entzündungen bei der Fertigung der pyrotechnischen Sätze und senkt weiterhin die Gefahren im Umgang mit diesem Material.black Phosphor is also a semiconductor. This property diminishes the risk of electrostatic discharges or inflammations in the manufacture of pyrotechnic sets and continues to lower the Dangers in handling this material.

Wie roter Phosphor ist auch der schwarze Phosphor im Gegensatz zum weißen Phosphor ungiftig.Like red phosphorus is the black one Phosphorus unlike white phosphorus non-toxic.

Insgesamt zeigt der schwarze Phosphor Eigenschaften, die eine insbesondere sicherheitstechnisch vorteilhafte Verwendung bei der Herstellung und Handhabung von pyrotechnischen Sätzen für Nebelsätze und Munition ergeben.All in all shows the black phosphor properties, in particular safety-related advantageous use in the manufacture and Handling of pyrotechnic sentences for fog sets and Result in ammunition.

Claims

Pyrotechnic set, characterized in that it contains as fuel black phosphorus.

Pyrotechnic kit according to claim 1, characterized in that that the pyrotechnic set is a fog set.