Các thuốc tín hiệu

Các thuốc tín hiệu là các thành phần thuốc hỏa thuật khi cháy tạo ra ngọn lửa có màu hoặc khói.

Phân biệt ra loại thuốc tín hiệu lửa và khói (Xem phần thuốc tín hiệu tạo khói). Các thuốc hỏa thuật tạo lửa chứa chất cháy (bột kim loại hoặc chất hữu cơ), chất oxy hóa (các muối nitrat của stronti, bari, natri, các muối peclorat của kali, amoni,...), chất kết dính (nhựa phenol, epoxy, polyester, nhựa đường, cao su) và chất tăng cường ánh sáng (các chất hữu cơ chứa clo, hexaclobenzen, PVC).

Màu sắc đặc trưng của ngọn lửa được tạo bởi các nguyên tử hoặc các hơi monohalogenua của các kim loại tương ứng, tạo ra khi cháy. Các monohalogenua này có khả năng phân tán ở nhiệt độ tương đối cao, kết quả là trong ngọn lửa phát hiện ra quang phổ vạch của hơi kim loại là kết quả của độ bão hòa màu sắc giảm xuống. Vì thế nên khi cho vào thuốc lượng lớn bột kim loại (Mg và Al) thì tăng độ sáng lên rất mạnh, nhưng đi kèm với nó là giảm màu sắc ánh sáng.

Trong vai trò là chất oxy hóa, làm tăng khả năng phát hỏa và phần nào màu sắc, các thuốc ở nước ngoài thường chứa kali peclorat. Các thuốc trên nền kali peclorat được sử dụng đến tận cuối chiến tranh thế giới lần thứ hai, còn ngày nay được sử dụng rộng rãi trong các viên màu.

Các chất kết dính tùy theo khả năng cần phải cháy tạo ngọn lửa không màu, để không giảm sự nhuộm màu ngọn lửa. Tính chất này được tạo bởi các chất hữu cơ chứa trên 50% oxy và lưu huỳnh, hexametylentetramin và dehit kim loại cũng có tính chất này, tuy nhiên chúng không có khả năng kết dính. Trong số các chất tăng cường độ sáng thì hiệu quả nhất là polyvinylclorua dạng bột (PVC), mặc dù nó chứa lượng clo ít hơn so với chẳng hạn như hexaclobenzen. Điều này được giải thích do nó không độc, không bay hơi và rẻ tiền, là sản phẩm sản xuất hàng loạt, khi thủy phân PVC thì ngay lập tức tỏa ra hidro clorua, nó có khả năng tạo ra các muối clorua kim loại trong ngọn lửa nhanh hơn và hiệu quả hơn so với các sản phẩm thủy phân các chất hữu cơ chứa clo khác.

Hệ thống tín hiệu được sử dụng nhiều nhất là 3 loại màu gồm có màu đỏ, màu vàng (khi cần thiết có thể thay bằng màu trắng) và màu xanh lá, thường ít sử dụng hơn là các loại hệ tín hiệu 5 màu (thêm màu trắng và màu xanh lục), tuy nhiên sự khác biệt màu sắc trên khoảng cách lớn trong trường hợp này trở lên tương đối tin cậy. Sự phát xạ của các thuốc hỏa thuật có loại phát xạ nguyên tử và phát xạ phân tử. Trong số các hạt phát xạ nguyên tử trong phần nào đó của quang phổ có thể kể đến Natri (màu vàng), Liti (màu đỏ), Tali (màu xanh lá), Indi (màu xanh lục. Tuy nhên sự phát xạ của Tali và Indi không dùng khả năng lỗ vốn khi dùng hợp chất của các kim loại này và độ độc cao, còn hợp chất của Liti thì rất dễ hút ẩm.

Vì thế trên thực tế nguồn phát xạ màu đỏ về nguyên tắc thường là Stronti monoclorua, màu xanh lá thường là Bari monoclorua. Tùy thuộc vào nhiệt độ và thành phần sản phẩm cháy muối đồng có thể phát xạ màu xanh lá hoặc màu xanh lục. Từ đó có thể kết luận rằng trong thành phần thuốc hỏa thuật sự phát xạ của natri mang tính nguyên tử, mà không phải phân tử, vì thế màu sắc của các đốm sáng loại này mạnh hơn và trong hơn. Ngay cả khi cho vào thuốc loại này một lượng hợp chất natri không lớn nhưng nó lấn át hết màu sắc của các nguyên tố khác.

Các thuốc tín hiệu thường sử dụng để phát tín hiệu giao thông, chỉ điểm mục tiêu, trong sản xuất các pháo bông và pháo hoa.

Tốc độ cháy của các đốm sáng tín hiệu thường là 3-6mm/s.