Порох
Чорний порошок був першою вибуховою речовиною, яка була використана в якості Порох використовується для заряджання пального від вогнепальної зброї. Як вибуховий порошок, це вибуховий агент. Сьогодні він в основному використовується як порошок зерна та борошна в піротехніці, особливо у феєрверках.
хімія
склад
Чорний порошок - один піротехнічна суміш, який складається з нітрату калію (калійної селітри), деревного вугілля та сірки. Чорний порошок складається в середньому на 75% селітри (нітрату калію), 10% сірки та 15% деревного вугілля, але може дещо відрізнятися залежно від призначення.
Порошок на основі нітрату натрію, який є більш дешевим, але дуже гігроскопічним, виготовлявся у вигляді гранул і просочувався бітумом проти вологи. Ці гранули не дуже підходили як пороховий пістолет, вони в основному використовувались у гірничодобувній галузі, така назва Вибуховий нітрат.
У ранній історії чорного порошку замість нітрату калію використовували нітрат кальцію (спочатку як нітрат стінки) та нітрат магнію, але вони швидко зіпсували порошок завдяки своїм гігроскопічним властивостям. З цієї причини були розроблені процеси розчинення, які за допомогою калію утворювали розчин з нітратом калію з розчиненого кальцію та нітрату магнію (кальцій і магній випадали в осад у вигляді карбонатів). Нітрати для чорного порошку отримували пізніше шляхом нітрифікації бактерій .
Селітра служить постачальником кисню, хоча можуть бути використані й інші солі (наприклад, хлорати, але не для порошку через їх високу вибухонебезпечність). Вугільний порошок служить паливом, а сірка - паливом і сенсибілізатором, завдяки чому суміш чорного порошку починає горіти іскрами при найменшому контакті.
Для досягнення кольору полум’я для піротехнічних виробів нітрат калію можна замінити нітратами, катіон яких забезпечує відповідний колір полум’я.
Виробництво
Інгредієнти повинні бути тонко подрібненими і рівномірно перемішаними, кожен процес займає кілька годин. Зазвичай це відбувається на порошковому млині. Потім суміш входить торт мокре пресоване та сушене, яке, в свою чергу, подрібнюють і зернисті або як Борошняний порошок залишитись. У разі зернистості, про яку вже було відомо в 15 столітті, порошок змочується, а потім формується у сфери під час руху. Це запобігає сегрегації компонентів, і швидкість горіння можна регулювати в певних межах за допомогою розміру гранул. Крім того, при зволоженні селітра та сірка проникають у мікропори частинок вуглецю.
Готовий порошок все ще сушиться, а потім може бути заповнений та упакований. Він протягом століть залишався абсолютно незмінним у герметичній упаковці.
Є німецькі млини чорного порошку в Гарцгероде (Саксонія-Ангальт) та в Лібенбурзі (Нижня Саксонія).
Хімічна реакція
При спалюванні чорного порошку утворюється чадний газ, карбонат калію, сульфіт калію та азот. Це рівняння реакції дуже спрощено і залежить від процентного складу чорного порошку. Залишкова волога та вміст кисню, водню та золи у вугіллі не враховувались.
Суміш швидко згорає, але внутрішня швидкість звуку не перевищується, саме тому ми говоримо про дефлаграцію замість детонації. При згорянні температура становить близько 2000 ° C.
Чорний порошок дефлагрує зі швидкістю горіння від 300 до 600 м/с, при цьому залишкова волога, ретельність подрібнення та змішування компонентів, розмір і щільність шихти та розмір зерен відіграють головну роль:
У той час як дрібнозернистий порошок використовувався в пістолетах для того, щоб взагалі досягти прийнятних показників стрільби, великокаліберні гармати мали використовувати грубозернистий порошок, щоб обмежити кінцевий тиск і, таким чином, уникнути поривів труб. Для феєрверків, a Обмеження виготовлені з картону, пластику тощо.
Об'єм пари (в нормальних умовах) становить близько 337 л/кг, і утворюється близько 0,58 кг твердих солей калію.
Недоліками чорного порошку є досить низька потужність, сильний дульний спалах, спричинений горючими газами, та сильний розвиток диму через велику кількість твердих солей калію. З цієї причини він значною мірою витіснений бездимним порохом на основі нітроцелюлози.
Чорний порошок не дуже чутливий до ударів і тертя. Статичну електрику (іскри) надзвичайно важко запалити, оскільки вугілля, яке воно містить, є хорошим провідником, і електрика може стікати. Температура займання дуже низька (приблизно 170 ° C). Чорний порошок є масовою вибуховою речовиною. Приблизно з одного кілограма затухання вже не потрібно, щоб порошок більше не просто згорів, а завжди вибухав.
використання
Чорний порошок застосовується в піротехніці, у вільно доступних петардах, в модельних ракетних приводах та інших. використовується.
історія
Загальні
Хімік і фахівець з історії вибухових речовин Йохен Гарц вважає, що, на відміну від попередніх уявлень, рецепт пороху не був випадково відкритий у Китаї чи Аравії, а навпаки, розроблений в ході багаторазових експериментів із запальних азотних сумішей, як це вже робили візантійці були відомі в 7 ст. Поступово рідкі компоненти так званого грецького вогню (наприклад, нафта) замінювались твердим паливом (наприклад, пилоподібним вугіллям).
Лібер Ignium ( Книга вогню) за вигаданим Маркусом Греком, створений приблизно в 1225 р. з копіями, які все ще зберігалися до 13 століття, але повертаючись до старих античних та арабських джерел, рецепт містить 6 частин селітри, 2 частини деревного вугілля та 1 частину сірки, яка також знаходиться в одному Альбертус Магнус вважає роботу приписуваною, але її приписування є дуже сумнівним. Роджер Бекон також кілька разів згадує про порошок у кількох працях з 1242 по 1267 рік, в тому числі як дитячу феєрверкову іграшку. Суперечливим є те, чи він також дав точні подробиці щодо виготовлення та складу чорного порошку. У своїй «Історії піротехніки» Дж. Р. Партінгтон слідує за реконструкцією анаграми полковника Генрі Хіме (1904), яку полковник Генрі Хіме стверджував, що прочитав у незрозумілому фрагменті Бекона (у книзі Бекона, атрибуція якої суперечлива). Сумнівна реконструкція забезпечує композицію майже у рівних пропорціях (7 частин селітри, 5 частин деревного вугілля ліщини та 5 частин сірки), яка відрізняється від рецептури Liber Ignium та пізніших.
Вважається, що порох вперше був використаний в Європі під час битви під час Столітньої війни в 1346 р. Поблизу Аббевіля.
Близько 1354 року данці застосували порох у морському бою.
Китай
В імперії Китаю в Сон-Часовій використовували запальні речовини, що містять азот Ву Чін Цун Яо згадується близько 1044 року. У цей період також були розроблені вогневі стріли (ракети). Китайський військовий мандарин Ю-йен-вень хотів застосувати такі вогневі стріли з метою військового відлякування ворогів у 1161 році. Порох був використаний при облозі міста Кай-Фен у 1232 році. Однак у Китаї та Японії порох використовували переважно в ритуальних цілях на честь загиблих. Однак лише найновіший примірник книги 1550 року дійшов до нас із періоду Мін, тому вже неможливо визначити, чи були додані примітки про запальні пристрої пізніше. Однак доведено, що бомби, наповнені чорним порошком, використовувались китайцями як зброю найпізніше до 13 століття.
Аравія
У своїй книзі про бойові дії та використання бойових машин (Аль-Фурусія ва аль-Манасіб аль-Харбійя) приблизно з 1285 року сирійський автор Хасан аль-Рамма описує виробництво чорного порошку, зокрема необхідне очищення нітрату калію.
середній вік
У середні віки чорний порошок використовувався в низьконімецькомовних країнах як сирий або крут (Kraut) також "Donnerkraut" і у верхньонімецькій мовній області як порошок/порошок (Ранній новий верхньонімецький) вписано. Поточна назва Порох ймовірно, не повертається до францисканського ченця Бертольда Шварца з Фрайбурга-ім-Брайсгау, який, згідно з легендою, виявив рушійний ефект порохових газів на снаряди в 14 столітті, але на їх чорний вигляд; Ближче до кінця XIX століття чорний порошок відрізнявся від нового порошку білої нітратної целюлози.
До винаходу сучасної вибухової речовини чорний порох залишався єдиною вибухівкою військового та цивільного призначення та єдиним паливом для артилерії та стрілецької зброї. У 17 столітті його використання як рушія для мушкетів було полегшено завдяки паперовому патрону з мірною місткістю, включаючи кульку. У першій половині XIX століття розвиток казенної частини навантажувача зробив можливим ще простіший патрон. З середини 19 століття вибухонебезпечні вибухові речовини - такі як нітрогліцерин, динаміт на його основі, нітроцелюлоза (бавовняна бавовна), нітроароматичні речовини, нітраміни тощо - значною мірою замінили чорний порошок як вибуховий матеріал.
Використання сьогодні
Сьогодні чорний порошок в основному використовується для феєрверків. Він служить як рушійний засіб для простих ракет, як заряд петард (порошок петард) і як заряд викиду та демонтажу для більших носіїв ефекту, таких як бомби та бомбові шахти.
У стрілецьких видах спорту чорний порошок використовується лише як нагадування про історію стрільби, де він використовується в різних дисциплінах дульного завантаження та вестерн-стрільби або для> петард та стрільби в салют. Чорний порошок доступний для занять спортом або полюванням (як Полювання на чорний порошок) в різних розмірах зерен, які позначені літерою F (альтернативно також P) (розмір зерен в мм):
- Fg = 0,900-1,360
- FFg = 0,670-1,360
- FFFg = 0,508-0,870
- FFFFg = 0,226-0,508
Борошняний порошок
Борошняний порошок (англ. їжі) - це назва незернистого чорного порошку.
Порошок борошна - це чорний порошок, який не був гранульованим і настільки непридатний для використання у вогнепальній зброї. Якщо його стиснути, він лише повільно горить на поверхні (як, наприклад, у ракети), якщо занадто пухкий, він може перетворитися настільки швидко, що ствол підірветься швидким підвищенням тиску. Крім того, порошок тонкого борошна часто не потрапляє до мішка з порошком, виливаючи його, а заздалегідь утворює пробку, так що зброя не може працювати. Крім того, борошняний порошок мав властивість відокремлюватися під час транспортування в бочках. Зокрема, на відривних кінних візках три основні компоненти часто були шарами після транспортування.
У минулому борошняний порошок часто використовували як вибуховий порошок у мінометах, у запальних кульках або як так званий детонатор у кременевій, колісній або сірниковій зброї. Сьогодні його використовують у феєрверках, щоб зупинити опік і, відповідно, отримати ефект.
Вибуховий порошок
Чорний порошок класифікується як вибуховий порошок, залежно від його використання, або як вибухові речовини, або як вибухові речовини або піротехнічні хімікати. Однак властивості вибухової роботи залежать від залишкової вологи, зернистості, змішування та складу порошку, а також кількості шихти, запруди та введення шихти (свердловини або застосовуваного шихти).
Важливим місцем використання є кар’єр для видобутку цінних каменів, таких як мармур або граніт. Через сильно руйнівну дію детонаційних вибухових речовин вони там не використовуються. Оскільки вибуховий порошок не вибухонебезпечний, але має штовхаючий ефект, гірська порода розбивається відносно м’яко, одержуються фрагменти корисного розміру, і немає тріщин на волосяних покривах. Однак із появою сучасних методів розпилювання цей процес стає все менш важливим.
Підсилювач заряду
В артилерійській техніці як підсилювач ланцюга запалювання. Запалювач в основному запалює чорний пороховий заряд, який запалює інші мішки заряду порошком NC.
Юридичне повідомлення
Чорний порошок підпадає під дію загальних правових норм щодо піротехнічних виробів, оскільки він вважається хімічною речовиною піротехнічний заряд> застосовується. Спеціальні правила щодо відкритого та вбудованого чорного порошку:
Придбання, зберігання та обробка в принципі дозволяється сертифікованому піротехніку або особі, уповноваженій на вибух.
Якщо вам все ще потрібен чорний порошок, відвідайте з 27 по 31 грудня. щороку бакалієць довіри. (REWE, Aldi, EDEKA.)