Все зажигательные составы должны: 1) развивать высокую температуру при горении (около 2500°), обеспечивающую воспламенение трудно зажигающихся объектов; 2) обладать большой продолжительностью горения; 3) легко воспламеняться; 4) не поддаваться легко тушению; 5) обладать стойкостью при хранении; 6) быть безопасными в обращении и при перевозках; 7) изготовляться из доступных и дешевых исходных продуктов.
Термитные составы лучше всех других удовлетворяют этим требованиям.
Термитные составы
В основе применения термитных составов лежат так называемые термитные реакции.
Термитная реакция происходит между окислителем и горючим, но условия ее отличаются от условий реакции в обычных пиротехнических двойных смесях.
Под термитными подразумеваются экзотермические реакции между металлом и окислом другого металла, когда свободный металл окисляется за счет кислорода окисла. Следовательно, в термитной реакции окислителем служит окисел металла, а горючим — свободный металл.
Термитные реакции отличаются следующими свойствами от реакций, происходящих в других пиротехнических составах:
1) начальные и конечные продукты реакции — твердые вещества;
2) для возбуждения термитной реакции требуется мощный тепловой импульс (реакция начинается при высокой температуре);
3) при термитной реакции развивается высокая температура, что объясняется, главным образом, отсутствием газообразных продуктов, при наличии которых обычно теряется много тепла;
4) теплота реакции настолько велика, что продукты ее (шлак) расплавляются и могут растекаться. Это свойство шлака очень полезно в зажигательном составе, так как расплавленные шлаки увеличиваю? радиус его действия.
Термитные реакции, как и другие в пиротехнике, после возбуждения их начальным импульсом протекают без постороннего притока тепла. Скорость термитных реакций обычно велика.
Главную роль в термитном процессе играет горючее. Теплота сгорания горючего определяет тепловой эффект реакции. Горючее вещество в термитных реакциях должно образовывать окислы, легко плавящиеся при температуре реакции, что необходимо для получения расплавленного шлака. Однако температура кипения окисла должна быть выше температуры реакции, чтобы не было парообразования окисла. Парообразование окисла понизит температуру реакции, так как потребуется излишнее тепло на процесс парообразования, и часть тепла уйдет с парами.
Для умеренной скорости реакции требуется, чтобы и самое горючее (металл) не переходило в парообразное состояние в процессе реакции. Таким образом температура кипения металла должна по возможности превышать температуру реакции.