Un iniciador pirotécnico (también iniciador o encendedor ) es un dispositivo que contiene una composición pirotécnica utilizada principalmente para encender otros materiales más difíciles de encender, por ejemplo , termitas , generadores de gas y cohetes de combustible sólido . El nombre se utiliza a menudo también para las propias composiciones.
Los iniciadores pirotécnicos a menudo se controlan eléctricamente (denominados iniciadores electro-pirotécnicos ), por ejemplo, utilizando un cable puente calentado o una resistencia puente . Ellos son algo similares a los detonadores u otros detonadores , pero se diferencian en que no hay intención de producir una onda de choque. Un ejemplo de tal iniciador pirotécnico es un fósforo eléctrico .
Composición
El material energético utilizado, a menudo llamado pirógeno , suele ser una composición pirotécnica hecha de un combustible y un oxidante, donde el combustible produce una cantidad significativa de partículas calientes que provocan / promueven la ignición del material deseado.
Las composiciones de iniciador son similares a los polvos flash , pero difieren en la velocidad de combustión, ya que no se pretende la explosión y tienen una producción intencionalmente alta de partículas calientes. También tienden a ser más fáciles de encender que las termitas , con las que también comparten similitudes.
Los oxidantes comunes que se utilizan son el perclorato de potasio y el nitrato de potasio . Los combustibles habituales que se utilizan son el titanio , el hidruro de titanio (II) , el circonio , el hidruro de circonio y el boro . El tamaño de las partículas de combustible se determina para producir partículas calientes con el tiempo de combustión requerido.
Se pueden utilizar materiales más exóticos, por ejemplo, carboranos . [1]
Para aplicaciones especiales, se pueden utilizar encendedores pirofóricos que estallan en llamas en contacto con el aire. El trietilborano se utilizó como encendedor para los motores a reacción Lockheed SR-71 .
Composiciones comunes
Oxidante de metales
ZPP
Uno de los iniciadores más comunes es ZPP , o circonio - perclorato de potasio - una mezcla de circonio metálico y perclorato de potasio. También se lo conoce como Iniciador estándar de la NASA . Produce un rápido aumento de presión, genera poco gas, emite partículas calientes cuando se enciende, es térmicamente estable, tiene una larga vida útil y es estable al vacío. Es sensible a la electricidad estática .
BPN
Otra fórmula de ignición común es BPN , BKNO3 o boro - nitrato de potasio , una mezcla de 25% de boro y 75% de nitrato de potasio en peso. Es utilizado, por ejemplo, por la NASA . Es térmicamente estable, estable en vacío y su velocidad de combustión es independiente de la presión.
En comparación con la pólvora negra, el BPN se quema mucho más caliente y deja más residuos sólidos, por lo que se prefiere la pólvora negra para los sistemas de usos múltiples.
La alta temperatura de BPN lo hace adecuado para usos donde la iniciación rápida y reproducible es crítica, por ejemplo, para bolsas de aire , motores de cohetes y bengalas señuelo . Sin embargo, es relativamente caro.
BPN también se puede utilizar como ingrediente de propulsores sólidos para cohetes . [2]
BPN puede encenderse con un láser. [3] Se puede utilizar un láser semiconductor de al menos 0,4 vatios de salida para el encendido en vacío. [4]
Otros
Otras mezclas encontradas son perclorato de aluminio - potasio y perclorato de titanio -aluminio-potasio. [5]
Hidruro-oxidante de metal
Las mezclas de hidruro metálico- oxidante reemplazan el metal con su correspondiente hidruro . Generalmente son más seguros de manipular que las correspondientes composiciones oxidantes de metales. Durante la combustión también liberan hidrógeno , que puede actuar como combustible secundario. Se utilizan habitualmente hidruro de circonio, hidruro de titanio e hidruro de boro.
ZHPP
ZHPP ( hidruro de circonio - perclorato de potasio ) es una variante de ZPP que usa hidruro de circonio en lugar de circonio puro. Es significativamente más seguro de manejar que ZPP. [6]
THPP
THPP (perclorato de potasio hidruro de titanio) es una mezcla de hidruro de titanio (II) y perclorato de potasio. Es similar a ZHPP. Al igual que el ZHPP, es más seguro de manipular que el perclorato de titanio y potasio. [7]
Intermetálicos
La formación de un compuesto intermetálico puede ser una reacción fuertemente exotérmica, utilizable como iniciador.
Titanio-boro
La composición de titanio y boro es una de las reacciones pirotécnicas más calientes de uso común. Es de estado sólido, sin gas. Puede utilizarse como iniciador pirotécnico o para calentar gas confinado para realizar trabajos mecánicos. [8]
Níquel-aluminio
Los laminados de níquel - aluminio se pueden utilizar como iniciadores pirotécnicos iniciados eléctricamente. NanoFoil es dicho material, disponible comercialmente.
Paladio-aluminio
Los alambres de aluminio revestidos de paladio se pueden utilizar como alambre fusible , conocido como pirofusión . [9] La reacción se inicia con calor, normalmente suministrado por pulsos de corriente eléctrica. La reacción comienza a 600 ° C, el punto de fusión del aluminio, y avanza violentamente a una temperatura de 2200-2800 ° C. La reacción no necesita presencia de oxígeno y el alambre se consume. [10]
Pyrofuze viene como un alambre sólido de diferentes diámetros (de 0.002 "a 0.02"), alambre trenzado, cinta, papel de aluminio y gránulos. El paladio, el platino o el paladio aleados con un 5% de rutenio se pueden utilizar junto con el aluminio. [11] [12] Los cables de puente pirofuze se pueden utilizar en squibs y fósforos eléctricos . Las láminas de pirofusión se pueden utilizar para, por ejemplo, sellar varios dispensadores o sistemas de extinción de incendios. [13] También se puede usar una composición de paladio-magnesio, pero no está disponible comercialmente o no es al menos tan común. [14]
Otros
BNCP
BNCP , ( cis -bis- (5-nitrotetrazolato) tetraminecobalt (III) perclorato ) es otro material iniciador común. Es relativamente insensible. Sufre una transición de deflagración a detonación en una distancia relativamente corta, lo que permite su uso en detonadores . Sus subproductos quemados son relativamente poco dañinos para el medio ambiente. [15] Puede encenderse con un diodo láser .
Azida de plomo
La azida de plomo (Pb (N 3 ) 2 o PbN 6 ) se usa ocasionalmente en iniciadores pirotécnicos.
Otros
También se pueden usar otros materiales sensibles al calor, por ejemplo, HMTD , [1] tetrazeno explosivo , mononitro-resorcinatos de plomo, dinitro-resorcinatos de plomo y trinitro-resorcinatos de plomo. [dieciséis]
Ver también
- Fósforo eléctrico
- Polvo flash
- Termita
- Sprengel explosivo
Referencias
- ^ HMTD como iniciador