RU2232740C1

RU2232740C1 - Pyrotechnic igniter composition

Info

Publication number: RU2232740C1
Application number: RU2002132291/02A
Authority: RU
Inventors: Т.В. Бурдикова (RU); Т.В. Бурдикова; А.М. Коробков (RU); А.М. Коробков; нюк В.В. Прос (RU); В.В. Просянюк; И.С. Суворов (RU); И.С. Суворов
Original assignee: Казанский государственный технологический университет
Priority date: 2002-12-02
Filing date: 2002-12-02
Publication date: 2004-07-20

Abstract

FIELD: production of fireworks.

SUBSTANCE: the invention is dealt with a pyrotechnic igniter composition, that may be used production of fireworks and can be utilized for kindling pyrotechnic items. The offered pyrotechnic igniter composition contains a metal combustible - zirconium, modified by phosphate of divalent metal in the ratio of 51:1 - 53:3 and an oxidizing agent - barium chromate or strontium chromate, either potassium chromate or lead chromate. The invention is directed on building of igniter composition with the decreased sensitivity to friction and lowered rate burning.

EFFECT: the invention allows to produce a pyrotechnic igniter composition with decreased sensitivity to friction and lowered rate burning.

2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области пиротехники и может быть использовано для воспламенения пиротехнических изделий.The invention relates to the field of pyrotechnics and can be used to ignite pyrotechnic products.

Известна пиротехническая смесь с содержанием циркония, служащая для переноса воспламенения, с повышенной безопасностью по отношению к механическому трению наряду с основной смесью 60-80 частей окислителя оксида свинца (Рb₃O₄) и 40-20 частей горючего вещества (порошок сплава феросиликоциркония FeSiZr) содержит по предложению добавки силицида кальция (CaSi₂) в количестве 2-7% от массы основной смеси. При сравнительных испытаниях чувствительности к механическому трению по стандарту ON 668095 для состава 70% Рb₃O₄ и 30% FeSiZr получена чувствительность 8,4 кГ, для смеси состава 70% Рb₃O₄, 25% FeSiZr и 5% CaSi₂ - 32,3 кГ. Обе смеси были гранулированы с помощью раствора нитроцеллюлозы в ацетоне (ЧССР №226778 от 01.08.85, заявка №5221-81 МКИ С 06 В 27/00, С 06 В 23/00.Known pyrotechnic mixture containing zirconium, which serves to transfer the ignition, with increased safety against mechanical friction, along with the main mixture of 60-80 parts of an oxidizing agent of lead oxide (Pb ₃ O ₄ ) and 40-20 parts of a combustible substance (FeSiZr ferrosilicon zirconium alloy powder) contains, on offer, calcium silicide (CaSi ₂ ) additives in an amount of 2-7% by weight of the main mixture. In comparative tests of mechanical friction sensitivity according to the ON 668095 standard, a sensitivity of 8.4 kg was obtained for a composition of 70% Pb ₃ O ₄ and 30% FeSiZr, 32 for a mixture of 70% Pb ₃ O ₄ , 25% FeSiZr and 5% CaSi ₂ , 3 kg. Both mixtures were granulated with a solution of nitrocellulose in acetone (Czechoslovakia No. 226778 of 08/01/85, application No. 5221-81 MKI C 06 V 27/00, C 06 V 23/00.

Недостатком известной пиротехнической смеси являются высокая чувствительность к трению, высокие температуры самовоспламенения и скорости горения.A disadvantage of the known pyrotechnic mixture is its high sensitivity to friction, high temperatures of self-ignition, and burning rate.

Задачей данного изобретения является снижение чувствительности к трению, увеличение надежности воспламенения и снижения скорости горения.The objective of the invention is to reduce the sensitivity to friction, increase the reliability of ignition and reduce the burning rate.

Поставленная задача достигается тем, что пиротехнический состав в качестве металлического горючего содержит цирконий, модифицированный фосфатом двухвалентного металла, в соотношении 51:1-53:3, а в качестве окислителя - хромат бария, или хромат стронция, или хромат калия, или хромат свинца при следующем соотношении компонентов, маc.%:The problem is achieved in that the pyrotechnic composition as a metal fuel contains zirconium modified with divalent metal phosphate in a ratio of 51: 1-53: 3, and barium chromate, or strontium chromium, or potassium chromate, or lead chromium as an oxidizing agent the following ratio of components, wt.%:

цирконий, модифицированный фосфатомphosphate modified zirconium

двухвалентного металла в соотношении 51:1-53:3 30,0-70,0divalent metal in a ratio of 51: 1-53: 3 30.0-70.0

хромат бария, или хромат стронция,barium chromate, or strontium chromate,

или хромат калия, или хромат свинца 30,0-70,0.or potassium chromate, or lead chromate 30.0-70.0.

В качестве фосфата двухвалентного металла состав может содержать фосфат магния или фосфат кальция, или фосфат бария, или фосфат стронция, или фосфат цинка, или фосфат меди.As the divalent metal phosphate, the composition may contain magnesium phosphate or calcium phosphate, or barium phosphate, or strontium phosphate, or zinc phosphate, or copper phosphate.

Замена сплава циркония на цирконий марки ПЦрК приводит к большей надежности воспламенения состава на его основе и передаче теплового импульса. Это связано с тем, что цирконий имеет низкую температуру самовоспламенения и высокую чувствительность к трению. Для повышения безопасных условий работы с цирконием были разработаны методы модификации поверхности его частиц покрытиями на основе фосфата двухвалентного металла (магний, или кальций, или барий, или стронций, или цинк, или медь).Replacing a zirconium alloy with zirconium of the PTsrK brand leads to greater reliability of ignition of the composition based on it and the transfer of a thermal pulse. This is due to the fact that zirconium has a low self-ignition temperature and high sensitivity to friction. To increase the safe working conditions with zirconium, methods have been developed to modify the surface of its particles with coatings based on divalent metal phosphate (magnesium, or calcium, or barium, or strontium, or zinc, or copper).

Введение в предлагаемый состав модифицированного циркония позволяет снизить чувствительность к трению, сохранив при этом низкую температуру самовоспламенения, и снизить скорость горения. При этом в результате химических реакций между оксидом металла (2) и ортофосфорной кислотой происходит образование на поверхности частиц циркония соединений типа хMe_nO_m*yP₂О₅*zН₂О полимерного строения, которые обволакивают частицы циркония и образуют покрытие на основе неорганических вяжущих веществ.Introduction to the proposed composition of modified zirconium can reduce the sensitivity to friction, while maintaining a low temperature of self-ignition, and reduce the burning rate. In this case, as a result of chemical reactions between metal oxide (2) and phosphoric acid, xMe _n O _{m *} yP ₂ О ₅ * zН ₂ О compounds are formed on the surface of zirconium particles, which envelop the zirconium particles and form a coating based on inorganic binders substances.

Модифицированный цирконий получают следующим образом: навеска циркония (120 г) при влажности не менее 20% перемешивается с 2 г оксида магния в течение 10-20 минут, затем вводят 85% ортофосфорную кислоту в количестве 2 г, т.е. при соотношении 1:1 к оксиду магния и перемешивают еще 10-20 минут. Модифицированный цирконий сушат до постоянного веса при температуре 70°С. В качестве оксида металла (2) применяют оксид магния, или оксид кальция, или оксид бария, или оксид стронция, или оксид цинка, или оксид меди.Modified zirconium is prepared as follows: a sample of zirconium (120 g) at a moisture content of at least 20% is mixed with 2 g of magnesium oxide for 10-20 minutes, then 85% phosphoric acid is introduced in an amount of 2 g, i.e. at a ratio of 1: 1 to magnesium oxide and stirred for another 10-20 minutes. Modified zirconium is dried to constant weight at a temperature of 70 ° C. Magnesium oxide, or calcium oxide, or barium oxide, or strontium oxide, or zinc oxide, or copper oxide is used as metal oxide (2).

Модифицированный цирконий имеет температуру самовоспламенения на 20-150°С выше, чем у исходного циркония (320°С). Чувствительность к трению модифицированного циркония снизилась с 1 до 6 класса (с 10 до 65 МПа). Модификация циркония фосфатом металла повышает безопасные условия работы как с самим цирконием, так и с составами на его основе.Modified zirconium has a self-ignition temperature 20-150 ° C higher than that of the original zirconium (320 ° C). The friction sensitivity of modified zirconium decreased from grade 1 to grade 6 (from 10 to 65 MPa). Modification of zirconium with metal phosphate increases safe working conditions both with zirconium itself and with compositions based on it.

Использование в качестве окислителя хромата бария, или хромата стронция, или хромата калия, или хромата свинца повышает надежность воспламенения предлагаемого состава.The use of barium chromate, or strontium chromate, or potassium chromate, or lead chromate as an oxidizing agent increases the ignition reliability of the proposed composition.

В качестве компонентов пиротехнического воспламенительного состава используются цирконий марки ПЦрК ТУ 48-4-234-76 и хромат бария ГОСТ 4211-75, или хромат стронция ТУ 6-09-3626-74, или хромат калия ГОСТ 4459-75, или хромат свинца ГОСТ 4524-78.As components of the pyrotechnic igniter composition, zirconium of the PTsrK brand TU 48-4-234-76 and barium chromate GOST 4211-75, or strontium chromate TU 6-09-3626-74, or potassium chromate GOST 4459-75, or lead chromate are used 4524-78.

Предлагаемый пиротехнический состав готовится по традиционной технологии путем смешения окислителя и горючего в течение 20-30 минут.The proposed pyrotechnic composition is prepared according to traditional technology by mixing the oxidizing agent and fuel for 20-30 minutes.

Состав и сравнительные характеристики приведены в таблице.The composition and comparative characteristics are given in the table.

Как видно из данных таблицы чувствительность к трению пиротехнического состава, определяемая по ГОСТу 13803-68, содержащего модифицированный цирконий - 30-70%, хромат бария - 70-30%, снижается с 1 до 6 класса, а по сравнению с прототипом - в два раза. Воспламеняемость (температура самовоспламенения) предлагаемого состава, определяемая по ГОСТу 1040-81, ниже на 100-200°С по сравнению с прототипом, поэтому надежность воспламенения предлагаемого состава выше.As can be seen from the table, the friction sensitivity of the pyrotechnic composition, determined according to GOST 13803-68, containing modified zirconium - 30-70%, barium chromate - 70-30%, decreases from 1 to 6 classes, and compared with the prototype - in two times. The flammability (auto-ignition temperature) of the proposed composition, determined according to GOST 1040-81, is 100-200 ° C lower than the prototype, therefore, the ignition reliability of the proposed composition is higher.

Введение в состав модифицированного циркония приводит к снижению скорости горения, определяемой по ОСТу В 84-1821-80, и составляет 3,0-3,6 мм/с.Introduction to the composition of modified zirconium leads to a decrease in the burning rate, determined by OST B 84-1821-80, and is 3.0-3.6 mm / s.

Преимуществами предлагаемого состава по сравнению с прототипом являются:The advantages of the proposed composition in comparison with the prototype are:

- снижение чувствительности к трению с 32,3 до 65 МПа;- decrease in sensitivity to friction from 32.3 to 65 MPa;

- увеличение надежности воспламенения - снижение температуры самовоспламенения на 100-200°С;- increase the reliability of ignition - lowering the temperature of self-ignition by 100-200 ° C;

- снижение скорости горения в 1,25-1,5 раза.- a decrease in the burning rate by 1.25-1.5 times.

Claims

1. Pyrotechnic igniter composition, including metallic fuel and an oxidizing agent, characterized in that it contains zirconium modified with divalent metal phosphate in a ratio of 51: 1-53: 3 as metallic fuel, and barium chromate or strontium chromate as an oxidizing agent, or potassium chromate, or lead chromate in the following ratio of components, wt.%:

Phosphate Modified Zirconium

divalent metal in the ratio

51: 1-53: 3 30 - 70

Barium chromate, or strontium chromate, or

potassium chromate, or lead chromate 30 - 70

2. The composition according to claim 1, characterized in that as divalent metal phosphate it contains magnesium phosphate, or calcium phosphate, or barium phosphate, or strontium phosphate, or zinc phosphate, or copper phosphate.