Черный (дымный) порох
Первым и наиболее старым пиротехническим составом, используемым человечеством был так называемый дымный (черный) порох, являющийся тройным пиросоставом с рецептом:
KNO3... 75%
С... 15%
S... 10%
Уравнение реакции разложения черного пороха возможно достаточно приблизительно выразить формулой:
20KNO3 + 10S + 30С = 6К2СO3 + K2SO4 + 3K3S3 + 14СO2 + 10СО + N2 + 1690 ккал
В настоящее время черный порох используется в основном в воспламенительных, вышибных, имитационных устройствах, в огнепроводных (бикфордовых) шнурах и пиротехнических изделиях развлекательного характера. Кроме пороха, приведенного состава, который называется ружейным порохом, применялся для производства взрывных работ минный порох рецепта:
KNO3… 66,6%
С…16,7%
S… 16,7%
В артиллерии до введения бездымных порохов применялся медленногорящий шоколадный порох, название которого образовалось из его цвета, напоминающего шоколад. Обычный березовый уголь в шоколадном порохе не до конца обуглен, то есть содержит значительное количество органических веществ, замедляющих его окисление при реакции горения. Шоколадный призматический порох (отпрессованный в виде небольших призм) имел рецепт:
KNO3… 78%
С (уголь недообожженный)… 19%
S… 3%
Существовали сорта пороха почти не содержащие серы.
При сгорании ружейного черного пороха на 1 г его приходится около 0,57 г твердых продуктов горения и около 0,43 г газообразных продуктов горения. Газообразные продукты горения 1 г пороха при температуре 0 °C и давлении 760 мм. вод. ст. занимают 280 см3 объема, что более чем в 400 раз превышает объем взятого вещества перед началом горения. Давление газов при горении черного пороха достигает 6400 кгс/см2, температура горения 2200 °C. Приготовление черного пороха заключается в тщательном смешении всех компонентов в бегунах, затем увлажнения водой или водно-спиртовой смесью, последующего прессования до удельного веса 1,6…1,75 г/см3. После увлажнения смеси водой по высыханию массы ее прочность достаточно велика для последующего зернения и без прессования. Прессованные лепешки затем дробятся на зерна различной величины, которые просеиваются на различные фракции, затем полируются, графитизируются, окончательно просеиваются. Размер зерен может колебаться от 0,25 мм (для ручного оружия) до 50 мм (для артиллерийских орудий).
В пиротехнике достаточно часто применяется, так называемая, пороховая мякоть, представляющая из себя растертый в пыль зерненный черный порох или непрессованная смесь веществ рецептуры ружейного пороха.
Хлоратные пороха
В начале XIX века были попытки увеличить силу дымного пороха путем замены нитрата калия на хлорат калия (бертолетова соль). Из известных составов приведем два рецепта.
Порох Бертолле:
КСlO3.… 75%
С… 15%
S… 10%
Порох Д'Ожанда:
КСlO3… 49%
Желтая кровяная соль… 28%
Сахар… 23%
Хлоратные пороха в 1,5…2 раза сильнее черного пороха, но отличаются повышенной чувствительностью к механическим и тепловым воздействиям.
Зеленые пороха
В середине XIX века были разработаны, так называемые, зеленые пороха, цвет которых определялся, содержащимися в составе пороха, солями пикриновой кислоты. Зеленые пороха относятся к классу малодымных смесевых порохов и до изобретения бездымных порохов некоторое время употреблялись как более мощные, нежели черный порох. В настоящее время они не используются. Ниже приводятся рецепты некоторых зеленых порохов.
Порох Дезиньоля:
Пикрат калия С6Н2(NO2)3KO — пушечный… 16,4 %; ружейный… 28,6%
Нитрат калия KNO3 — пушечный… 74,4 %; ружейный… 65,0%
Уголь С — пушечный… 9,2 %; ружейный… 6,4%
Порох Брюжера:
Пикрат аммония С6Н2(NO2)3NH4O… 54%
Нитрат калия KNO3… 46%
Порох Фонтеня для разрывных бомб:
Пикрат калия… 50%
Хлорат калия… 50%
Русский порох для подводных мин и разрывных снарядов:
Пикрат аммония… 27,8%
Нитрат аммония… 72,2%