EP1595861A1 - Pyrotechnischer Nebelsatz - Google Patents
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Classifications
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-
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- C06B39/00—Compositions containing free phosphorus or a binary compound of phosphorus, except with oxygen
Definitions
- the present invention relates to a pyrotechnic composition, in particular a pyrotechnic fog set.
- the white and the red modification of phosphorus are used in ammunition for the production of aerosols based on Phosphoric acid droplets.
- White or colorless phosphorus is a crystalline modification which is already present at Room temperature by atmospheric oxygen slowly reacted to phosphorus oxides. Out For this reason, the processing of colorless phosphorus always under anaerobic conditions.
- Red phosphorus is an amorphous modification which is caused by different Process paths generated from a variety of phosphorus modifications can be. Red phosphorus is stable at room temperature, ignites with Oxygen above 300 ° C, and is in contrast to colorless phosphorus also non-toxic. Because of these advantageous properties of the red Phosphorus often used in pyrotechnic sentences as a fuel.
- red phosphorus acts as Carrier of the emissive effect in the infrared range, so this fog set for Stealth and deception purposes can be used.
- the red phosphorus becomes in the implementation of the energetic components of the pyrotechnic phrase largely evaporated and burns in the presence of atmospheric oxygen Phosphorus pentoxide, which in turn with the humidity to phosphoric acid responding.
- Oxidizing agents finally produce aerosol droplets (metal hydroxides), which with the above-mentioned phosphoric acid droplets in a strongly exothermic reaction Dihydrogen phosphate form, which in turn hydrate strongly exothermic.
- the heat formed in the latter two reactions provides for a strong emission of aerosol droplets in the medium and long-wave Infrared.
- red phosphorus A decisive disadvantage of the red phosphorus is in practice but in its slow conversion to white phosphorus and that with it associated formation of phosphines due to hydrolytic Disproportionation.
- the presence of minute amounts of thermodynamically relative unstable white phosphorus is also the reason for the often observed spontaneous inflammation of the red phosphorus and the explosive reaction in Presence of smallest amounts of strong oxidizing agents such as chlorate or perchlorate.
- the present invention is therefore based on the object, a to provide a pyrotechnic phosphorus-based set that is safe to handle is.
- the pyrotechnic composition of the invention is characterized by being known as Contains fuel black phosphorus. This pyrotechnic set is advantageously used as a pyrotechnic fog set.
- the black phosphorus is a crystalline modification of the phosphorus which is included in Room temperature is the most stable modification. In particular, reacts black phosphorus with oxygen only above 400 ° C. This higher Ignition temperature facilitates the handling of the material and the corresponding pyrotechnic rate and reduces the unintentional Ignition by pressure, friction, impact or the like, which is why black Phosphorus also as a component of pyrotechnic aerosol sets in physical heavily loaded ammunition, such as artillery ammunition, for use can come.
- 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.
- Black phosphor is also a semiconductor. This feature reduces that Risk of electrostatic discharge or ignition during production the pyrotechnic phrases and continues to reduce the dangers in dealing with this material.
- black phosphorus is in contrast to white phosphorus Phosphorus non-toxic.
- the black phosphor shows properties that a particular safety-related advantageous use in the manufacture and Handling of pyrotechnic sets for fog sets and ammunition revealed.
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Abstract
Es wird ein pyrotechnischer Satz vorgeschlagen, welcher als Brennstoff
schwarzen Phosphor enthält und insbesondere als pyrotechnischer Nebelsatz
vorteilhaft einsetzbar ist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen pyrotechnischen Satz, insbesondere einen
pyrotechnischen Nebelsatz.
Allgemein finden die weiße sowie die rote Modifikation des Phosphor Anwendung
in Munition zur Erzeugung von Aerosolen auf der Basis von
Phosphorsäuretröpfchen.
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.
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.
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.
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.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen
pyrotechnischen Satz auf Phosphorbasis bereit zu stellen, der sicher handhabbar
ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen pyrotechnischen Satz gemäß
Patentanspruch 1 gelöst.
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.
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.
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.
Im Gegensatz zu rotem Phosphor beobachtet man bei der Verwendung von
schwarzem Phosphor keine Phosphan-Entwicklung.
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.
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.
Wie roter Phosphor ist auch der schwarze Phosphor im Gegensatz zum weißen
Phosphor ungiftig.
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.
Claims (2)
- Pyrotechnischer Satz,
dadurch gekennzeichnet, dass er als Brennstoff schwarzen Phosphor enthält. - Pyrotechnischer Satz nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der pyrotechnische Satz ein Nebelsatz ist.
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