home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Internet Info 1994 March / Internet Info CD-ROM (Walnut Creek) (March 1994).iso / answers / rec / pyrotechnics-faq < prev    next >
Internet Message Format  |  1994-04-14  |  52KB

  1. Path: bloom-beacon.mit.edu!senator-bedfellow.mit.edu!faqserv
  2. From: zoz@cs.adelaide.edu.au (Hans Josef Wagemueller)
  3. Newsgroups: rec.pyrotechnics,news.answers,rec.answers
  4. Subject: rec.pyrotechnics FAQ
  5. Supersedes: <pyrotechnics-faq_765391177@rtfm.mit.edu>
  6. Followup-To: rec.pyrotechnics
  7. Date: 14 Apr 1994 19:31:40 GMT
  8. Organization: none
  9. Lines: 1234
  10. Approved: news-answers-request@MIT.Edu
  11. Expires: 8 May 1994 19:30:38 GMT
  12. Message-ID: <pyrotechnics-faq_766351838@rtfm.mit.edu>
  13. Reply-To: zoz@cs.adelaide.edu.au (Hans Josef Wagemueller)
  14. NNTP-Posting-Host: bloom-picayune.mit.edu
  15. Summary: This file contains basic details, safety information and answers to
  16.          frequently asked questions about pyrotechnics.  It is recommended
  17.          that all subscribers to the newsgroup rec.pyrotechnics read this
  18.          document before attempting any practical pyrotechnics.
  19. X-Last-Updated: 1994/02/07
  20. Originator: faqserv@bloom-picayune.MIT.EDU
  21. Xref: bloom-beacon.mit.edu rec.pyrotechnics:8550 news.answers:18054 rec.answers:4897
  22.  
  23. Archive-name: pyrotechnics-faq
  24.  
  25.  
  26.                               REC.PYROTECHNICS FAQ
  27.                               ++++++++++++++++++++
  28.                               Last Updated 24JAN94
  29.  
  30. CONTENTS
  31. ========
  32.  
  33. 1. Introduction - Welcome to rec.pyrotechnics
  34.  
  35. 2. Reading rec.pyrotechnics
  36.  
  37. 3. Posting to rec.pyrotechnics
  38.  
  39. 4. Legal Aspects of Pyrotechnics
  40.  
  41. 5. PGI - Pyrotechnics Guild International
  42.  
  43. 6. Pyrotechnic Literature
  44.   6a. Fireworks Literature
  45.   6b. Fringe Literature
  46.   6c. Net-Available Information
  47.  
  48. 7. Frequently Asked Questions
  49.   7a. Nitrogen Tri-Iodide, NH3.NI3
  50.   7b. Thermite
  51.   7c. Dry Ice Bombs
  52.   7d. Smoke Bombs
  53.   7e. Basic Pyrotechnic Devices
  54.   7f. Terminator Bombs, MacGyver, etc.
  55.  
  56. 8. Commonly Used Chemicals in Pyrotechnics
  57.  
  58.  
  59. 1. Introduction - Welcome to rec.pyrotechnics
  60. =============================================
  61.  
  62. Rec.pyrotechnics is a worldwide newsgroup dedicated to the discussion of
  63. fireworks and explosives, mostly concerned with their construction. The
  64. readers of rec.pyrotechnics welcome anyone with an interest in the
  65. subject, be they experienced or just trying to get started in the hobby.
  66.  
  67. If you are just getting started, try to get hold of as much information
  68. on the subject as you can, and read it carefully. If it is explosives
  69. you are interested in, make sure you read up on the theory behind
  70. explosives. There is a lot of misinformation in movies etc. regarding
  71. explosives, so it is important you get a good background from a reliable
  72. source.
  73.  
  74. In the Pyrotechnic Literature section below are several books that are
  75. must-reads for anyone serious about pyrotechnics. Try all your local
  76. libraries - even if they don't have the books mentioned below, they are
  77. sure to have some information on the subject. Remember, you can never be
  78. too well-informed - it is *your* safety that is at stake, and not being
  79. aware of all the aspects involved is extremely dangerous.
  80.  
  81. Pyrotechnics and explosives are not safe - factories have been destroyed
  82. in the past, and they have access to the best materials and equipment,
  83. and take the most stringent safety precautions. Some people on the net
  84. have also been injured by accidents, and many of them had years of
  85. experience and took extremely comprehensive safety measures.
  86.  
  87. Some knowledge of chemistry and physics is essential - if you didn't do
  88. high-school chemistry, get yourself a chemistry textbook and read it.
  89. Make sure you understand the basic principles involved for any
  90. composition you might be making. It is a good idea to check a recipe out
  91. with someone who is experienced in chemistry, to make sure you haven't
  92. missed any safety aspect.
  93.  
  94. If you take the time to find out all the information, and put safety of
  95. yourself and others as your highest priority, you will find pyrotechnics
  96. an extremely fun and rewarding hobby.
  97.  
  98. 2. Reading rec.pyrotechnics
  99. ===========================
  100.  
  101. Often you will see an interesting composition or method posted to
  102. rec.pyrotechnics and the temptation is to run out and try it immediately.
  103. However, sometimes information posted will contain errors, or omit
  104. important safety aspects. Sometimes people will post methods that they
  105. heard from some vague source, or that they think should work but haven't
  106. tried.
  107.  
  108. Leave it for a couple of days to see if anyone on the net responds to it.
  109. If not, get a printout of it and read it several times to make sure you
  110. are completely familiar with it. If you have any questions or corrections
  111. for an article, please don't hesitate to post. People on the net would
  112. much rather answer a question that may seem "silly" to you, than to have
  113. you get hurt.
  114.  
  115. 3. Posting to rec.pyrotechnics
  116. ==============================
  117.  
  118. If you have a composition or a method that has served you well, please
  119. share it with the net. Also if you have a question, people will be happy
  120. to help you out with it.
  121.  
  122. However, please remember that you message is going to be read by a lot of
  123. people around the world, many of whom may not be as familiar with aspects
  124. of your posting as you are. Include all relevant safety information, for
  125. example possible mixing and storage hazards, toxicity, expected behaviour
  126. of the composition once ignited etc.
  127.  
  128. If you post something you haven't tried, be sure to make that clear in
  129. your article. This is a good idea when asking questions as well - make
  130. sure it is obvious that you are asking a question, rather than posting
  131. something you don't know about and hoping someone will correct it.
  132.  
  133. Read through your article before posting it to make sure that you have
  134. covered every aspect, and that there are no errors or ambiguities that
  135. could cause people to interpret part of it the wrong way.
  136.  
  137. 4. Legal Aspects of Pyrotechnics
  138. ================================
  139.  
  140. Chances are that many of the procedures involved in pyrotechnics are
  141. illegal without a permit where you live. There are generally separate
  142. laws regarding storage of chemicals, manufacture of fireworks,
  143. manufacture of explosives, storage of fireworks, storage of explosives,
  144. use of fireworks and use of explosives.
  145.  
  146. The laws regarding fireworks may also be split up in terms of the "Class"
  147. of fireworks concerned - commonly available fireworks are Class C, while
  148. the fireworks typically seen at displays will be mainly Class B, with
  149. some Class C. Make sure you know where you stand in terms of the law in
  150. your area, and get a permit if necessary.
  151.  
  152. Make sure that what you are doing will not cause any damage to other
  153. people's property, and that there are no innocent bystanders that can get
  154. hurt. There are plenty of laws relating to injury or damage to third
  155. parties and their property, not to mention lawsuits. We don't want anyone
  156. to get in trouble with the law because of anything here.
  157.  
  158. 5. PGI - Pyrotechnics Guild International
  159. =========================================
  160.  
  161. Pyrotechnics Guild International, Inc is a non-profit organization of
  162. professional and amateur fireworks enthusiasts: builders, shooters &
  163. watchers.
  164.  
  165. Membership includes a quarterly journal and an annual convention.
  166.  
  167. (Fargo, North Dakota, 93)
  168. (New Castle, Pennsylvania, 94)
  169.  
  170. For membership information, contact:
  171.  
  172.         PGI
  173.         Ed Vanasek
  174.         18021 Baseline Ave
  175.         Jordan, MN
  176.         55352
  177.  
  178.         You need either three recommendations from random people or one
  179.         recommendation from a PGI member.  Dues are $25/yr., US.
  180.  
  181. Another newsletter is American Fireworks News, monthly, miscellaneous
  182. news, technical articles, ads, $19.95/yr.
  183.  
  184.         AFN
  185.         Star Rt Box 30
  186.         Dingmans Ferry, PA
  187.         18328
  188.  
  189.  
  190. 6. Pyrotechnic Literature
  191. =========================
  192.  
  193. 6a. Fireworks Literature
  194. ------------------------
  195.  
  196. These are extremely good books on the subject of pyrotechnics, and are
  197. really a must-read for the serious pyrotechnics enthusiast. Many others
  198. that are not listed here are also worth reading - check out your local
  199. library, Books In Print, Pyrotechnica Publications etc. for more
  200. references.
  201.  
  202. Conkling, John A.: "Chemistry of Pyrotechnics: Basic Principles & Theory"
  203. (Marcel Dekker, New York, NY 1986. (ISBN 0-8247-7443-4).)
  204.  
  205. See also Conkling's articles in Scientific American (July 1990, pp96-102)
  206. and Chemical & Engineering News (June 29, 1981, pp24-32).
  207.  
  208.  
  209. Shimizu, Takeo: "Fireworks - The Art, Science and Technique", 2nd ed.
  210. (Pyrotechnica Publications, 1988. (ISBN 0-929388-04-6).)
  211.  
  212.  
  213. Lancaster, Ronald: "Fireworks, Principles and Practice" (Illus.) 2nd ed.
  214. (Chemical Publishing Company Incorporated, 1992. (ISBN 0-8206-0339-2).)
  215. The 1st edition is also available, and is much cheaper. The 2nd edition
  216. only has about 20 new pages and some minor corrections, but is about
  217. $50 more expensive.
  218. Shimizu often directs people to Lancaster rather than giving the detailed
  219. information himself.
  220.  
  221.  
  222. Weingart, George W.: "Pyrotechnics" (Illus.)
  223. (Chemical Publishing Company Incorporated, 1968. (ISBN 0-8206-0112-8).)
  224.  
  225.  
  226. Davis, Tenney L.: "Chemistry of Powder and Explosives"
  227.  
  228.  
  229. More references are available from Books In Print.
  230.  
  231. By far the best sources for all books on fireworks are:
  232.  
  233. Pyro-tech Publications
  234. 208 Franklin Blvd
  235. Mahomet, IL 61853
  236. (217) 586-5999
  237.  
  238.  
  239. Pyrotechnica Publications
  240. 2302 Tower Drive
  241. Austin, TX 78703 USA
  242.  
  243.  
  244. 6b. Fringe Literature
  245. ---------------------
  246.  
  247. These books usually deal with home-made explosives etc. more than
  248. fireworks, and are usually dubious at best. Most are not worth buying,
  249. especially if you are more interested in the pyrotechnics field.
  250.  
  251. Much of the information in them is inherently unsafe - many of the books
  252. deal with field-expedient methods, and assume that some casualties are
  253. acceptable along the way. If you want to try anything out of one of
  254. these, it is a good idea to ask about it on the net or to someone
  255. experienced in pyrotechnics or explosives.
  256.  
  257.  
  258. "The Anarchist's Cookbook": this is in "Books in Print" so your local
  259. bookstore should be able to get you a copy.  Alternatively, you can send
  260. $22 (includes postage) to Barricade Books, PO Box 1401, Secaucus NJ 07096.
  261. The Anarchist's Cookbook gets a big thumbs down because it is full of
  262. inaccurate information.
  263.  
  264. "Ragnar's Guide to Home and Recreational Use of High Explosives": thumbs
  265. down as it is even more inaccurate than The Anarchist's Cookbook.
  266.  
  267. US Army Technical Manual 31-210 1969 "Improvised Munitions Handbook":
  268. The Improvised Munitions Handbook generally gets okay reviews; it
  269. contains a whole bunch of recipes for making explosives etc. out of handy
  270. chemicals. You can get it from several sources, gun shows, or for $5 from
  271. Sierra Supply.
  272.  
  273. "Poor Man's James Bond Vol. 2": mostly a set of reprints of various
  274. books, in small type.  It does have Davis' Chem. of Powder and Explosives
  275. and what appears to be Vol. 1 and 2 of the Improvised Munitions Handbook
  276. series. Vol. 1 of PMJB has a reprint of Weingart's book Pyrotechnics (?)
  277.  
  278. Here are some sources for the books.  Most of these places will send you
  279. a catalog with related material.
  280.  
  281. Loompanics, P.O. Box 1197 Port Townsend, WA 98368.
  282. This company sells a wide selection of fringe books on drugs, explosives,
  283. war, survival, etc.
  284. Catalog $5.
  285.  
  286. Sierra Supply, PO Box 1390 Durango, CO 81302 (303)-259-1822.
  287. Sierra sells a bunch of army surplus stuff, including technical
  288. manuals such as the Improvised Munitions Handbook.
  289. Sierra has a $10 minimum order + $4 postage.  Catalog $1.
  290.  
  291. Paladin Press, P.O. Box 1307 Boulder, CO 80306
  292.  
  293. Delta Press Ltd, P.O. Box 1625 Dept. 893 El Dorado, AR 71731
  294.  
  295. Phoenix Systems, P.O. Box 3339, Evergreen CO 80439
  296. Phoenix carries fuse (50 ft/$9), smoke grenades, tracer ammo, dummy
  297. grenades. Catalog $3.
  298.  
  299. U.S. Cavalry, 2855 Centennial Ave. Radcliff, KY 40160-9000 (502)351-1164
  300. Sells all kinds of military and adventure equipment.
  301.  
  302. Thanks to Ken Shirriff, Phil Ngai, Keith Wheeler, Charles Marshall, Gary
  303. Hughes, and others.
  304.  
  305. 6c. Net-Available Information
  306. -----------------------------
  307.  
  308. Articles from rec.pyrotechnics and other miscellaneous
  309. pyrotechnic text files are available by anonymous FTP from
  310. paradox1.denver.colorado.edu in the directory
  311. Anonymous:Text-files:Pyrotechnics: .
  312.  
  313.  
  314. The so-called "gopher files", a collection of 4 introductory files on
  315. pyrotechnics, are available using a file transfer client called gopher.
  316. The sources for gopher are available via anonymous FTP from
  317. boombox.micro.umn.edu in the directory /pub/gopher/ .
  318.  
  319. You can see what it looks like by telneting to consultant.micro.umn.edu
  320. and logging in as "gopher". The pyroguide is in the Gopher system under:
  321.  
  322. Other Gopher and Information Servers/Fun & Games/Recipes/Misc/Pyrotechnics
  323.  
  324. These files are quite a good introduction to pyrotechnics, including
  325. information on the manufacture of fuses and casings.
  326.  
  327.  
  328. "The Big Book Of Mischief 1.3", commonly abbreviated TBBOM, is available
  329. via anonymous FTP from world.std.com, and has the file path:
  330.  
  331. obi/Mischief/tbbom13.txt.Z
  332.  
  333. This is generally a compilation of articles from many sources such as
  334. 'The Poor Man's James Bond' and from here in rec.pyrotechnics. This also
  335. comes under the heading of 'Fringe Literature', as many of the items and
  336. methods contained in it are of dubious safety and reliability.
  337.  
  338. 7. Frequently Asked Questions
  339. =============================
  340.  
  341. Below are descriptions of several things that are frequently asked about
  342. on rec.pyrotechnics - they are not generally of much use in fireworks,
  343. but they are here to cut down message traffic on these subjects which
  344. have been covered many times before.
  345.  
  346. First though, here are some safety rules. Read these and memorize them.
  347.  
  348. 1. Mix only small batches, especially when trying something out for the
  349.    first time. Some mixtures, particularly flash powder, will detonate
  350.    rather than deflagrate (just burn) if enough is present to be self-
  351.    confining. It doesn't take much to do this. Small amounts of
  352.    unconfined pyrotechnic mixtures may damage your hands, eyes or face.
  353.    Larger amounts can threaten arms, legs and life. The hazards are
  354.    greatly reduced by using smaller amounts. Also be aware that a mixture
  355.    using finer powders will generally behave MUCH more vigorously than
  356.    the same mixture made with coarser ingredients. Many of these mixtures
  357.    are MUCH more powerful than comparable amounts of black powder. Black
  358.    powder is among the tamest of the pyrotechnician's mixtures.
  359.  
  360. 2. Many of these mixtures are corrosive, many are very toxic, some will
  361.    react strongly with nearly any metal to form much more unstable
  362.    compounds.  Of the toxics, nearly all organic nitrates have *very*
  363.    potent vasodilator (heart and circulatory system) effects.  Doses for
  364.    heart patients are typically in the small milligram range.  Some can
  365.    be absorbed through the skin.
  366.  
  367. 3. Keep your work area clean and tidy. Dispose of any spilled chemicals
  368.    immediately. Don't leave open containers of chemicals on your table,
  369.    since accidental spillage or mixing may occur. Use only clean equipment.
  370.  
  371. 4. If chemicals need to be ground, grind them separately, never together.
  372.    Thoroughly wash and clean equipment before grinding another chemical.
  373.  
  374. 5. Mixing should be done outdoors, away from flammable structures, and
  375.    where ventilation is good. Chemicals should not be mixed in metal or
  376.    glass containers to prevent a shrapnel hazard. Wooden containers are
  377.    best, to avoid static. Always use a wooden implement for stirring.
  378.    Powdered mixtures may be mixed by placing them on a sheet of paper and
  379.    rolling them across the sheet by lifting the sides and corners one at
  380.    a time.
  381.  
  382. 6. Don't store powdered mixtures, in general. If a mixture is to be
  383.    stored, keep it away from heat sources, in cardboard or plastic
  384.    containers. Keep all chemicals away from children or pets.
  385.  
  386. 7. Be sure all stoppers or caps, especially screw tops, are thoroughly
  387.    clean. Traces of mixture caught between the cap and the container can
  388.    be ignited by friction from opening or closing the container.
  389.  
  390. 8. Always wear a face shield, or at least shatterproof safety glasses.
  391.    Also wear a dust mask when handling powdered chemicals. Particulate
  392.    matter in the lungs can cause severe respiratory problems later in
  393.    life. Wear gloves and a lab apron when handling chemicals. This rule
  394.    is very important.
  395.  
  396. 9. Make sure there are no ignition sources near where you are working.
  397.    This includes heaters, motors and stove pilot lights. Above all,
  398.    DON'T SMOKE!
  399.  
  400. 10. Have a source of water READILY available. A fire extinguisher is
  401.     best, a bucket of water is the bare minimum.
  402.  
  403. 11. Never, under any circumstances, use metal or glass casings for
  404.     fireworks. Metal and glass shrapnel can travel a long way, through
  405.     body parts that you'd rather they didn't.
  406.  
  407. 12. Always be thoroughly familiar with the chemicals you are using. Don't
  408.     just rely on the information provided with the recipe. Look for extra
  409.     information - the Merck Index is very good for this, especially
  410.     regarding toxicity. It can also provide pointers to journal articles
  411.     about the chemical.
  412.  
  413. 13. Wash up carefully after handling chemicals. Don't forget to wash your
  414.     ears and your nose.
  415.  
  416. 14. If a device you build fails to work, leave it alone for half an hour,
  417.     then bury it. Commercial stuff can be soaked in water for 30 minutes
  418.     after being left for 30, then after 24 hours cautious disassembly can
  419.     be a valid learning experience. People have found "duds" from shoots
  420.     that took place over a year ago, having been exposed to rain etc,
  421.     which STILL functioned when fitted with fresh fuse or disposed of in
  422.     a bonfire. Even after a 30 minute waiting period (minimum), initial
  423.     pickup should be with a long- handled shovel.
  424.  
  425. 15. Treat all chemicals and mixtures with respect. Don't drop them or
  426.     handle them roughly. Treat everything as if it may be friction- or
  427.     shock-sensitive. Always expect an accident and prepare accordingly,
  428.     even if all these safety precautions are observed. Several people on
  429.     the net have gotten stitches, lost fingers, or been severely burned.
  430.     Some of them were very scrupulous in their safety precautions and had
  431.     many years' safe experience with pyrotechnics.
  432.  
  433. 7a. Nitrogen Tri-Iodide, NI3.NH3
  434. --------------------------------
  435.  
  436. Nitrogen Tri-Iodide is a very unstable compound that decomposes
  437. explosively with the slightest provocation. It is too unstable to have
  438. any practical uses, but is often made for its novelty value.  Some books
  439. describe uses for it in practical jokes etc. but in my experience it has
  440. been far too unstable for this to be a feasible idea. Despite its common
  441. name, the explosive compound is actually a complex between nitrogen
  442. tri-iodide and ammonia, NI3.NH3 (nitrogen tri-iodide monamine).
  443.  
  444. Reagents:
  445.  
  446. Solid Iodine (I2)
  447. Ammonia solution (NH4OH) - Use only pure, clear ammonia. Other solutions,
  448.                            such as supermarket 'cloudy' ammonia, will not
  449.                            give the desired product.
  450.  
  451.  
  452. Place a few fine crystals of iodine in a filter paper. The best way to
  453. make fine iodine crystals is to dissolve the iodine in a small quantity
  454. of hot methanol (care: methanol is toxic and flammable. Heat on a steam
  455. bath away from open flame. Use in a well-ventilated area.), and then pour
  456. the solution into a container of ice-cold water. This will cause
  457. extremely fine iodine crystals to precipitate out. Drain off the liquid
  458. and wash the crystals with cold water. If this method is not possible,
  459. crush the iodine as finely as possible.
  460.  
  461. Then filter ammonia through the iodine crystals. Use a small amount of
  462. ammonia and refilter it, to reduce wastage. The smaller the pieces of
  463. iodine the better the result, as more iodine will react if it has a
  464. greater surface area. You will be able to recognise the NI3.NH3 by its
  465. black colour, as opposed to the metallic purple of the iodine.
  466.  
  467. Reaction:       3I     +  5NH OH     --->  3NH I     +  NI .NH    +  5H O
  468.                   2(s)       4  (aq)          4 (aq)      3   3(s)     2 (l)
  469.  
  470. When the NI3.NH3 decomposes it will leave brown or purple iodine stains.
  471. These are difficult to remove normally, but can be removed with sodium
  472. thiosulphate solution (photographic hypo). They will fade with time as
  473. the iodine sublimes.
  474.  
  475.  
  476. Safety aspects:
  477.  
  478. NI3.NH3: Despite the common misconception presented in many articles
  479.          on NI3.NH3, it is NOT safe when wet. I have personally witnessed
  480.          NI3.NH3 exploding while at the bottom of a 1000Ml plastic beaker
  481.          full of water. NI3.NH3 can not be relied on not to decompose at
  482.          any time. Even the action of air wafting past it can set it off.
  483.  
  484.          If you want to dispose of some NI3.NH3 once you have made it, it
  485.          can be reacted safely with sodium hydroxide solution. NI3.NH3 is
  486.          a potent high explosive, and should be treated with respect. Its
  487.          power, instability and unpredictability require that only small
  488.          batches be made. Do not make more than you can immediately use.
  489.          Never attempt to store NI3.NH3.
  490.  
  491.          The detonation of NI3.NH3 releases iodine as a purple mist or
  492.          vapour. This is toxic, so avoid breathing it. Toxicity data on
  493.          NI3.NH3 is unknown, but I think it is safe to assume that eating
  494.          or touching it would be a bad idea anyway.
  495.  
  496. Iodine:  Iodine sublimes easily at room temperature and is toxic -
  497.          ingestion of 2-4g of iodine can be fatal. Make sure you are in a
  498.          well-ventilated area, and avoid touching the iodine directly.
  499.  
  500. Ammonia: Again, use in a well-ventilated area as ammonia is not
  501.          particularly pleasant to inhale. Ammonia is corrosive, so avoid
  502.          skin contact, especially if using relatively concentrated
  503.          solution. If skin contact occurs, wash off with water. Don't
  504.          drink it.
  505.  
  506.  
  507. 7b. Thermite
  508. ------------
  509.  
  510. The thermite reaction is a redox reaction that produces a lot of heat and
  511. light. In its usual configuration, temperatures can exceed 3000 degrees C,
  512. and molten iron is produced. It is therefore mainly used for welding, and
  513. by the Army in incendiary grenades.
  514.  
  515. There are many possible configurations - basically it is the reaction
  516. between a reactive metal and the oxide of a less reactive metal. The most
  517. common is as follows:
  518.  
  519. Aluminium powder, Al (coarse)   1 volume part or 3 weight parts
  520. Iron (III) Oxide, Fe203         1 volume part or 1 weight part
  521.  
  522. A stoichiometric mixture will provide best results.
  523.  
  524.  
  525. The powders are mixed together and ignited with a suitable fuse. Many
  526. people use magnesium ribbon - I don't recommend this, as magnesium ribbon
  527. is not all that easy to light, and quite prone to going out due to oxygen
  528. starvation. A much better fuse for thermite is a common sparkler. The
  529. mixture should be shielded with aluminium foil or similar to prevent
  530. sparks from the sparkler igniting the thermite prematurely.
  531.  
  532. Reaction:       2Al    +  Fe O     --->  Al O     +  2Fe    +  lots of heat
  533.                    (s)      2 3(s)         2 3(s)       (l)
  534.  
  535. The mixture can be varied easily, as long as the metal oxide you are
  536. using is of a less reactive metal than the elemental one you are using,
  537. e.g. copper oxide and zinc. Adjust the ratios accordingly.
  538.  
  539. Safety aspects:
  540.  
  541. Reaction: Make sure you no longer need whatever you are igniting the
  542.           thermite on - the reaction will melt and/or ignite just about
  543.           anything. If you ignite the thermite on the ground, make sure
  544.           the ground is DRY and free of flammable material. If the ground
  545.           is wet a burst of steam may occur, scattering 3000 degree metal
  546.           everywhere.
  547.  
  548.           Be careful when igniting the thermite - use adequate shielding
  549.           to prevent premature ignition. Don't get close to the mixture
  550.           once ignited - it has been known to spark and splatter. Don't
  551.           look at the reaction directly. It produces large amounts of
  552.           ultraviolet light that can damage the eyes. Use welder's
  553.           goggles, 100% UV filter sunglasses or do not look at all.
  554.  
  555. Aluminium: Chemical dust in the lungs is to be avoided. As always, wear a
  556.            dust mask. Make sure the environment you are working in is
  557.            dry - aluminium powder can be dangerous when wet. Fine
  558.            aluminium dust is pyrophoric - this means it can spontaneously
  559.            ignite in air. For this reason aluminium powder with a large
  560.            particle size is recommended.
  561.  
  562. Iron Oxide: This is not directly toxic, but any particulate matter in the
  563.             lungs is not good. Again, the dust mask is important.
  564.  
  565.  
  566. 7c. Dry Ice Bombs
  567. -----------------
  568.  
  569. Dry ice bombs are devices that use pressure to burst a container,
  570. producing a loud report and limited shock effects. No chemical reaction
  571. is involved - the container, usually a plastic 2-litre soft drink bottle,
  572. is burst by the physical reaction of solid carbon dioxide, CO2, subliming
  573. into gas. As the CO2 sublimes, the pressure builds up and eventually the
  574. container ruptures.
  575.  
  576. The method is very simple - some dry ice is added to the container, some
  577. water is added (about 1/3-1/4 full) and the cap is screwed on tight.
  578. Within a short time the container will burst, usually extremely loudly.
  579. The water can be omitted if a longer delay time is required. It is
  580. reported that these devices can be manufactured using liquid nitrogen
  581. instead of dry ice, and no water. This is not recommended as the delay
  582. time will be substantially shorter.
  583.  
  584. Safety aspects:
  585.  
  586. Device: NEVER use glass or metal containers! I cannot stress this enough.
  587.         Dry ice bombs are extremely unpredictable as to when they will go
  588.         off, and a glass or metal container is very very dangerous to
  589.         both the constructor and anyone else in the vicinity. Plastic
  590.         bottles are much safer because the fragments slow down quicker,
  591.         and thus have a smaller danger radius around the device. Plastic
  592.         fragments are still very nasty though - don't treat the device
  593.         with any less caution just because it is made of plastic.
  594.  
  595.         There is no way to tell how long you have until the dry ice bomb
  596.         explodes - it can be anywhere from a few seconds to half an hour.
  597.         Never add the water or screw the cap on the container until you
  598.         are at the site you want to use it and you are ready to get away.
  599.  
  600.         Never go near a dry ice bomb after it has been capped. If a dry
  601.         ice bomb fails to go off, puncture it from long range with a
  602.         slingshot, BB gun, by throwing stones at it or similar. Some
  603.         indication of timing can be achieved by semi-crushing the
  604.         container before capping - once the container has expanded back
  605.         to its original shape it is no longer safe to be anywhere near.
  606.  
  607.         Don't forget that the temperature of the day and the size of the
  608.         dry ice pieces will affect the delay length - don't assume that
  609.         delay times will be similar between bombs. A hotter day or
  610.         smaller pieces of dry ice (i.e. greater surface area) will create
  611.         a shorter delay. Remember, even though no chemical reaction
  612.         occurs you can still be legally charged with constructing a bomb.
  613.  
  614. Dry Ice: Humans will suffocate in an atmosphere with a carbon dioxide
  615.          concentration of 10% or more. Use in a well-ventilated area. Dry ice
  616.          typically has a temperature of about -75 degrees C, so do not
  617.          allow it to come into contact with the skin, as freezer burns
  618.          and frostbite will occur. Always use gloves or tongs when
  619.          handling dry ice.
  620.  
  621. 7d. Smoke Bombs
  622. ---------------
  623.  
  624. A relatively cheap and simple smoke mixture is potassium nitrate
  625. (saltpetre) and sugar. The mixture can be used in powder form, but much
  626. better results are achieved by melting the components together. The
  627. mixture should be heated slowly until it just melts - beware of excessive
  628. heating as the mixture will ignite. Keep a bucket of water next to you in
  629. case the mixture does ignite, and peform the entire operation outdoors if
  630. possible.
  631.  
  632. The mixture does not have to be completely liquid, the point at which it
  633. has about the viscosity of tar or cold honey is about right. While it is
  634. semi-liquid it can be poured into cardboard or clay molds, and a fuse
  635. inserted. Once it cools and hardens it will be similar to a stick of hard
  636. candy, hence its common name of "caramel candy".
  637.  
  638.  
  639. Safety aspects:
  640.  
  641. Mixture: The mixture burns very hot. Don't go near it once ignited, and
  642.          don't assume that whatever the mixture is contained in or
  643.          standing on will survive. Try not to breathe the smoke as fine
  644.          particles in the lungs are not good for them.
  645.  
  646. 7e. Basic Pyrotechnic Devices
  647. -----------------------------
  648.  
  649. Stars
  650. -----
  651.  
  652. A star is an amount of pyrotechnic composition that has by some means
  653. been fashioned into a solid object. These are the bright burning objects
  654. you see ejected from Roman candles, shells, mines etc.
  655.  
  656. Usually the pyrotechnic composition is mixed with a binder and a small
  657. amount of solvent to make a doughy mass which is then fashioned into
  658. stars, although some use has been made of so-called pressed stars, which
  659. involve the composition being pressed extremely hard into a mold with a
  660. hydraulic press or similar, thus doing without the solvent.
  661.  
  662. The usual methods are to make the composition into a flat pancake or
  663. sausage and cut it up into stars ("cut stars"), pushing it through a tube
  664. with a dowel, cutting it off at regular intervals ("pumped stars") or
  665. rolling cores of lead shot coated in fire clay in a bowl of the
  666. composition ("rolled stars").
  667.  
  668. Cutting and pumping produce cubic or cylindrical stars, while rolling
  669. produces spherical stars. Pumped stars are the most suitable for Roman
  670. candles, because it is easy to get the correct width. The stars are often
  671. dusted with a primer, usually meal black powder, to ensure ignition.
  672.  
  673.  
  674. Shell
  675. -----
  676.  
  677. The shell is a sphere or cylinder of papier mache or plastic which
  678. contains stars and a bursting charge, together with a fuse. It is fired
  679. into the air from a tube using a lift charge, usually black powder. The
  680. time the fuse takes determines the height above the ground at which the
  681. shell will burst, igniting and spreading the stars.
  682.  
  683.  
  684. Rocket
  685. ------
  686.  
  687. A rocket consists of a tube of rocket fuel, sealed at one end, with a
  688. constriction, or nozzle, at the other end. The burning fuel produces
  689. exhaust gases, which, when forced out the nozzle, produce thrust, moving
  690. the rocket in the other direction.
  691.  
  692. Solid fuel rockets can be one of two types - end-burning, where the fuel
  693. is solidly packed into the tube, so the fuel can only burn at one end -
  694. and core-burning, where there is a central core longitudinally through
  695. the fuel, so the fuel can burn down its full length. At the top of the
  696. rocket can be a smoke composition, so it is possible to determine the
  697. maximum height ("apogee") of the rocket, or a burst charge and stars.
  698.  
  699.  
  700. Lance
  701. -----
  702.  
  703. A lance is a thin paper tube containing a pyrotechnic composition. These
  704. are most commonly used in large numbers to make writing and pictures at
  705. fireworks shows - this is referred to as lancework. The tube is thin so
  706. burns completely away as the lance burns, so as not to restrict light
  707. emission from the burning section.
  708.  
  709.  
  710. Gerb
  711. ----
  712.  
  713. These are pyrotechnic sprays, often referred to as fountains or flower-
  714. pots. They consist of a tube full of composition, sealed at one end and
  715. with a nozzle at the other, similar to a rocket. Unlike a rocket, they
  716. are not designed to move anywhere, so all the emphasis is on making the
  717. nozzle exhaust as long as pretty as possible, with large amounts of
  718. sparks, nice colours etc.
  719.  
  720. The sparks are produced by metal powders or coarse charcoal in the gerb
  721. composition, with coarse titanium powder being the chemical of choice.
  722. Gerb compositions in a thin tube set up in a spiral arrangement are used
  723. as wheel drivers, for spinning fireworks e.g. Catherine wheels.
  724.  
  725.  
  726. Waterfall
  727. ---------
  728.  
  729. These are similar to gerbs, but usually do not spray as far. They are
  730. usually mounted horizontally in banks of several tubes, placed some
  731. distance above the ground. When ignited, the effect is like a brilliant
  732. waterfall of sparks.
  733.  
  734.  
  735. Mine
  736. ----
  737.  
  738. These have a mortar arrangement similar to that for a shell, but are not
  739. designed to send out a shell. The lift charge sends up a bag full of
  740. stars and a bursting charge, with a short fuse set to spread the stars
  741. relatively close to the ground. Because the bag has much less strength
  742. than a shell, the stars are not spread as far, and the final effect is
  743. that of a shower of stars moving upward in an inverted cone formation.
  744.  
  745.  
  746. 7f. Terminator Bombs, MacGyver, etc.
  747. ------------------------------------
  748.  
  749. The first thing to remember when watching pyrotechnics in movies, TV
  750. shows etc. is that it is exactly that, not real life. There is almost
  751. always no point in trying to extrapolate what MacGyver, for example,
  752. does back to reality, with respect to pyrotechnics at least. Reese
  753. making those bombs from supermarket supplies in Terminator was bogus,
  754. as are pretty much any information on explosives you receive from
  755. movies. Sorry.
  756.  
  757.  
  758. 8. Commonly Used Chemicals in Pyrotechnics
  759. ==========================================
  760.  
  761. Ignitibility and Reactivity
  762. ---------------------------
  763.  
  764. The secret of making a good pyrotechnic mixture is _homogeneity_. The
  765. better the contact with the oxidiser and the fuel is, the fiercer the
  766. composition. Finely ground fuels and oxidisers are essential for good
  767. stars and propellants. The required intimacy also implies that mixing
  768. can never be thorough enough.
  769.  
  770. For consistent results, use the same sieves and same mixing methods. Wet
  771. mixing is sometimes more efficient than stirring the dry composition;
  772. moreover, it is almost always safer. Star compositions and granulated
  773. powders can almost always be mixed with water or some other solvent.
  774.  
  775. Good, homogenous compositions also ignite more easily. Large amounts of
  776. loose, fine powder of almost any pyrotechnic composition represent a
  777. large fire and explosion hazard. But when such a powder is kneaded and
  778. cut into stars or carefully pressed in a tube, it will take fire easily
  779. and burn smoothly.
  780.  
  781. This is the pyrotechnist's dilemma: the best compositions are often the
  782. most dangerous ones, too. But not always. There are chemicals and
  783. compositions with much worse safety records than today's compositions
  784. have. In the list of pyrotechnic chemicals below, the most notorious ones
  785. have been indicated.
  786.  
  787.  
  788. Aluminium, Al                   -- Fuel
  789.  
  790. This is used in many compositions to produce bright white sparks or a
  791. a bright white flame.  There are many grades of aluminium available
  792. for different spark effects. Most pyrotechnic compositions that involve
  793. sparks use aluminium, e.g. sparklers, waterfalls etc.
  794.  
  795.  
  796. Ammonium Nitrate, NH4NO3        -- Oxidiser
  797.  
  798. This is used very infrequently in pyrotechnics due to its hygroscopic
  799. nature and the fact that it decomposes even at relatively low
  800. temperatures. Even when dry, it reacts with Al, Zn, Pb, Sb, Bi, Ni, Cu,
  801. Ag and Cd. In the presence of moisture it reacts with Fe. It reacts with
  802. Cu to form a brissant and sensitive compound. It is best not to use any
  803. bronze or brass tools when working with ammonium nitrate.
  804.  
  805.  
  806. Ammonium perchlorate, NH4ClO4   -- Oxidiser
  807.  
  808. Used as an oxidiser in solid rocket fuels, most notably the solid booster
  809. rockets for the Space Shuttle.  Using it in a composition improves the
  810. production of rich blues and reds in the flames. As with any ammonium
  811. salt, it should not be mixed with chlorates due to the possible formation
  812. of ammonium chlorate, a powerful and unstable explosive.
  813.  
  814.  
  815. Anthracene, C14H10              -- Smoke Ingredient
  816.  
  817. Used in combination with potassium perchlorate to produce black smokes.
  818.  
  819.  
  820. Antimony, Sb                    -- Fuel
  821.  
  822. The metal is commonly used in the trade as 200-300 mesh powder. It is
  823. mainly used with potassium nitrate and sulphur, to produce white fires.
  824. It is also responsible in part for the glitter effect seen in some
  825. fireworks.
  826.  
  827.  
  828. Antimony trisulphide, SbS3      -- Fuel
  829.  
  830. This is used to sharpen the reports of pyrotechnic noisemakers, e.g.
  831. salutes. It is toxic and quite messy.
  832.  
  833.  
  834. Barium salts                    -- Colouring Agents
  835.  
  836. Used to colour fires green. several are used:
  837.  
  838.  
  839. Barium carbonate, BaCO3         -- Colouring Agent, Stabilizer
  840.  
  841. As well as being a green flame-colourer, barium carbonate acts as a
  842. neutralizer to keep potentially dangerous acid levels down in pyrotechnic
  843. compositions.
  844.  
  845.  
  846. Barium chlorate, Ba(ClO3)2.H2O  -- Colouring Agent, Oxidiser
  847.  
  848. Used when deep green colours are needed.  It is one of the more sensitive
  849. chemicals which are still used, best to avoid if possible, but if used it
  850. should be in combination with chemicals which will reduce its sensitivity.
  851.  
  852.  
  853. Barium nitrate, Ba(NO3)2        -- Colouring Agent/Enhancer, Oxidiser
  854.  
  855. Not very strong green effect.  Used with aluminium powder to produce
  856. silver effects. Below 1000C aluminium burns silvery-gold, characteristic
  857. of aluminium-gunpowder compositions. Above 1000C it burns silver, and may
  858. be achieved using barium nitrate. Boric acid should always be used in
  859. compositions containing barium nitrate and aluminium.
  860.  
  861.  
  862. Barium oxalate, BaC2O4          -- Colouring Agent
  863.  
  864. Sometimes used, generally in specialised items with magnesium.
  865.  
  866.  
  867. Boric acid, H3BO3               -- Stabilizer
  868.  
  869. This is a weak acid, often included in mixtures that are sensitive to
  870. basic conditions, notably those containing aluminium.
  871.  
  872.  
  873. Calcium carbonate, CaCO3        -- Stabilizer
  874.  
  875. Used as a neutralizer in mixtures that are sensitive to both acids and
  876. bases, for example chlorate/aluminium flashpowder.
  877.  
  878.  
  879. Calcium oxalate, CaC2O4         -- Colour Enhancer
  880.  
  881. Used to add depth to colours produced by other metal salts.
  882.  
  883.  
  884. Carbon black/Lampblack, C       -- Fuel
  885.  
  886. A very fine form of carbon made by incompletely burning hydrocarbon fuels.
  887. Commonly used in gerbs to produce bright orange sparks.
  888.  
  889.  
  890. Charcoal, C                     -- Fuel
  891.  
  892. Probably the most common fuel in firework manufacture, it is not pure
  893. carbon and may contain in excess of 10% hydrocarbons. Indeed, the purer
  894. carbon charcoals (e.g. activated charcoal) do not necessarily give better
  895. results, and are very often worse than less pure grades. It is included
  896. in the vast majority of pyrotechnic compositions in various mesh sizes
  897. and grades, or as a component of black gunpowder.
  898.  
  899.  
  900. Clay
  901.  
  902. This is an important material for making fireworks, not as a reagent but
  903. to perform various practical applications such as blocking or constricting
  904. the ends of tubes for crackers or rocket nozzles, or coating lead shot
  905. prior to the application of star composition when making rolled stars.
  906.  
  907.  
  908. Copper and copper compounds     -- Colouring Agents
  909.  
  910. Used to add both green and blue colours to flames:
  911.  
  912.  
  913. Copper metal, Cu                -- Colouring Agent
  914.  
  915. Both the bronze and electrolytic forms are occasionally used, but easier
  916. methods are available for the same effect.
  917.  
  918.  
  919. Copper acetoarsenate, C4H6As6Cu4O16     -- Colouring Agent
  920.  
  921. Commonly called Paris Green, this chemical is toxic but used to produce
  922. some of the best blue colours in combination with potassium perchlorate.
  923.  
  924.  
  925. Copper carbonate, CuCO3         -- Colouring Agent
  926.  
  927. This is the best copper compound for use with ammonium perchlorate for
  928. production of blue colours. Also used in other blue compositions.
  929.  
  930.  
  931. Copper (I) chloride, CuCl       -- Colouring Agent
  932.  
  933. Cuprous chloride is probably the best copper compound for creating blue
  934. and turquoise flames, and it can be used with a variety of oxidizers.
  935. It is non-hygroscopic and insoluble in water, but it is oxidised slowly
  936. in air.
  937.  
  938.  
  939. Copper oxides, CuO/Cu2O         -- Colouring Agent
  940.  
  941. Used for many years for blues, but needed mercury chloride to intensify
  942. colours. Seldom used.
  943.  
  944.  
  945. Copper oxychloride              -- Colouring Agent
  946.  
  947. Occasionally used in cheap blue compositions.
  948.  
  949.  
  950. Cryolite, Na3AlF6               -- Colouring Agent
  951.  
  952. Also known as Greenland spar, this is an insoluble sodium salt.  Sodium
  953. salts are used to produce yellow colours, but as sodium salts generally
  954. absorb water this tends to be a problem. By using cryolite this problem
  955. is surmounted.
  956.  
  957.  
  958. Dextrin                         -- Binder
  959.  
  960. Dextrin is a type of starch that is added to many firework mixtures to
  961. hold the composition together. It is the most commonly used binder in
  962. pyrotechnics.
  963.  
  964.  
  965. Gallic acid (3,4,5-trihydroxybenzoic acid)
  966.  
  967. This is used in some formulas for whistling fireworks. Whistle mixes
  968. containing gallic acid are generally the most sensitive of the whistling
  969. fireworks, with high sensitivity to both friction and impact when used
  970. with chlorates, but cannot be used with perchlorates either.  There are
  971. safer alternatives for whistle compositions.
  972.  
  973.  
  974. Gum arabic (Gum Acacia)         -- Binder
  975.  
  976. An example of the various wood-resin-based adhesives used to bind firework
  977. compositions. Others used include Red Gum and Gum Copal.
  978.  
  979.  
  980. Gunpowder
  981.  
  982. Black powder is the mainstay of pyrotechnics. At a basic level it is
  983. a mixture of potassium nitrate, charcoal and sulphur. However, simply
  984. mixing these ingredients together will not produce proper black powder.
  985. It merely produces a much milder version, which itself is used
  986. extensively in pyrotechnics, and is commonly called meal powder.
  987.  
  988. True black powder takes advantage of the extreme solubility of potassium
  989. nitrate by mixing the very fine milled ingredients into a dough with
  990. water, then using strong compression to force the water out of the
  991. mixture, so that tiny crystals of potassium nitrate form in and around
  992. the particles of the other ingredients. This produces a product that
  993. is far fiercer than the simple meal powder.
  994.  
  995.  
  996. Hexachlorobenzene, C6Cl6        -- Colour Enhancer
  997.  
  998. Used as a chlorine donor in coloured compositions that require one.
  999. Rarely used, with PVC, Saran and Parlon being preferred.
  1000.  
  1001.  
  1002. Hexachloroethane, C2Cl6         -- Smoke Ingredient
  1003.  
  1004. The basic ingredient in many military smoke formulas. Not often used
  1005. with inorganic smoke mixtures, except those containing zinc.
  1006.  
  1007.  
  1008. Iron, Fe                        -- Fuel
  1009.  
  1010. The metal filings are used mainly in gerbs to produce sparks. Iron will
  1011. not keep well in firework compositions, and so it is generally pre-coated
  1012. with an oil/grease. One simple method is to add 1 gram of linseed oil to
  1013. 16 grams of iron filings, mix, and boil off the excess oil.
  1014.  
  1015.  
  1016. Linseed oil                     -- Stabilizer
  1017.  
  1018. Used to coat metal powders in order to prevent them from oxidation, both
  1019. prior to use and in the firework composition. Polyesters are used in
  1020. commercial fireworks, but linseed oil remains an accessible option to the
  1021. amateur.
  1022.  
  1023.  
  1024. Lithium carbonate, Li2CO3       -- Colouring Agent
  1025.  
  1026. Used to colour fires red.  It has no advantage over strontium salts for
  1027. the same purpose.
  1028.  
  1029.  
  1030. Magnesium, Mg                   -- Fuel
  1031.  
  1032. Used to produce brilliant white fires. Should be coated with linseed oil/
  1033. polyester resin if contained in a composition which is not to be used
  1034. immediately, as it may react with other components of the mixture. The
  1035. coarser magnesium turnings are sometimes used in fountains to produce
  1036. crackling sparks. Magnesium-aluminium alloys give similar effects, and
  1037. are rather more stable in compositions.
  1038.  
  1039.  
  1040. Parlon                          -- Colour Enhancer, Binder
  1041.  
  1042. Parlon is a chlorine donor, and a key ingredient in many coloured stars.
  1043. It is a chlorinated isoprene rubber, chlorine content 66%. It interferes
  1044. with burning less than PVC or saran, and can be used as a binder. It
  1045. is soluble in methyl ethyl ketone (MEK) and partially in acetone.
  1046. Compositions made with parlon and acetone or MEK are nearly waterproof.
  1047.  
  1048.  
  1049. Phosphorus, P                   -- Fuel
  1050.  
  1051. Phosphorus is rarely used in pyrotechnics today, except for a few
  1052. specialized applications. It was used commonly many years ago, but as the
  1053. hazards associated with its use became known it dropped out of use.
  1054.  
  1055. Phosphorus comes in several forms, of which the red and the white/yellow
  1056. varieties were used. Red phosphorus (used in the strikers on the side of
  1057. matchboxes) is the more stable form, while white phosphorus (used by the
  1058. military in incendiary devices) ignites spontaneously in air, and must
  1059. therefore be stored under water or otherwise protected from the
  1060. atmosphere. Both forms are toxic.
  1061.  
  1062.  
  1063. Polyvinylchloride (PVC)         -- Colour Enhancer, Binder
  1064.  
  1065. PVC is a commonly used chlorine donor. It is not as good as Parlon for
  1066. this purpose, but is cheaper and more readily available. PVC is soluble
  1067. in tetrahydrofuran (THF) but almost all other solvents are useless.
  1068. Methyl ethyl ketone (MEK) will plasticise PVC to some extent, however.
  1069.  
  1070.  
  1071. Potassium benzoate, C6H5CO2K    -- Fuel
  1072.  
  1073. Used in whistling fireworks, in combination with potassium perchlorate.
  1074. It must be very dry for this purpose, and should be less than 120 mesh.
  1075.  
  1076.  
  1077. Potassium chlorate, KClO3       -- Oxidiser
  1078.  
  1079. Originally used very commonly in pyrotechnics, potassium chlorate has
  1080. gradually been phased out due to its sensitivity, in favor of potassium
  1081. perchlorate. Mixtures containing potassium chlorate and ammonium salts,
  1082. phosphorus or anything acidic are particularly dangerous. For this reason
  1083. mixtures containing potassium chlorate and sulphur are to be avoided,
  1084. as sulphur (especially the common "flowers" of sulphur) may contain
  1085. residual amounts of acid that can sensitize the mixture. In general,
  1086. potassium chlorate should be avoided unless absolutely necessary.
  1087.  
  1088. Chlorates have probably caused more accidents in the industry than all
  1089. other classes of oxidisers together. The reason lies in their sensitivity
  1090. to acids and their low decomposition temperature. When mixed with an
  1091. easily ignitable fuel, such as sugar or sulfur, chlorates will ignite
  1092. from a fingernail striking a wire screen. Moreover, sulfur is often
  1093. acidic, a fact that has lead to spontaneous ignition of sulfur-chlorate
  1094. compositions. If you intend to use chlorates, pay extra attention to
  1095. safety.
  1096.  
  1097.  
  1098. Potassium nitrate, KNO3         -- Oxidiser
  1099.  
  1100. A very common oxidising agent in pyrotechnics, potassium nitrate is one
  1101. of the chemicals you should never be without. From its essential use
  1102. in gunpowder to general applications in most fireworks, you will find
  1103. potassium nitrate used wherever a relatively mild oxidiser is required.
  1104. In fireworks it should pass 120 mesh, but can be used at 60 mesh. The
  1105. fine powder should be used as soon as possible after grinding or
  1106. milling as it will soon cake and have to be re-ground.
  1107.  
  1108.  
  1109. Potassium perchlorate, KClO4    -- Oxidiser
  1110.  
  1111. More expensive than potassium chlorate, but a better oxidising agent
  1112. and far safer. In almost all mixtures that previously required the
  1113. chlorate, safety factors have led to its replacement with potassium
  1114. perchlorate. It should be used in place of the chlorate wherever possible.
  1115.  
  1116.  
  1117. Potassium picrate
  1118.  
  1119. This is a shock sensitive compound that is used in some whistle formulas.
  1120. While safer than gallic acid formulas in this respect, care should be
  1121. taken to keep it away from other metals such as lead, because some
  1122. other metallic picrates are extremely sensitive.
  1123.  
  1124.  
  1125. Saran                           -- Colour Enhancer, Binder
  1126.  
  1127. Saran is another plastic chlorine donor. It is most commonly encountered
  1128. in the form of the cling wrap used to protect foodstuffs. It is slightly
  1129. soluble in tetrahydrofuran (THF) and will be plasticised by methyl ethyl
  1130. ketone (MEK).
  1131.  
  1132.  
  1133. Shellac                         -- Binder
  1134.  
  1135. Shellac is an organic rosin commonly used as a binder where a water-
  1136. soluble binder would be inappropriate. It can be bought at hardware
  1137. stores in the form of lustrous orange flakes, which can be dissolved
  1138. in boiling ethanol.
  1139.  
  1140.  
  1141. Sodium salts                    -- Colouring Agents
  1142.  
  1143. Sodium salts are sometimes used in place of the corresponding potassium
  1144. salts, but this is uncommon due to their hygroscopic nature. They rapidly
  1145. absorb water from the air, which can ruin a pyrotechnic composition.
  1146. In particularly dry environments they can be used without too much
  1147. trouble, and are therefore used in places like Egypt due to the relative
  1148. cheapness of some of the salts with respect to the potassium ones. Sodium
  1149. salts are also used as colourising agents, producing a characteristic
  1150. orange flame.
  1151.  
  1152.  
  1153. Strontium salts                 -- Colouring Agents
  1154.  
  1155. Used to colour flames a brilliant red:
  1156.  
  1157.  
  1158. Strontium carbonate, SrCO3      -- Colouring Agent, Retardant
  1159.  
  1160. Used often for producing red colours, and as a fire retardant in
  1161. gunpowder mixtures.
  1162.  
  1163.  
  1164. Strontium oxalate, SrC2O4       -- Colouring Agent, Retardant, Stabilizer
  1165.  
  1166. As for strontium carbonate, generally, but suffers from greater water
  1167. content.
  1168.  
  1169.  
  1170. Strontium nitrate, Sr(NO3)2     -- Colouring Agent, Oxidiser
  1171.  
  1172. This is the most commonly used strontium salt, because it provides the
  1173. most superb red colour available. Best results will be acheived if the
  1174. strontium nitrate is anhydrous.
  1175.  
  1176.  
  1177. Sulphur, S                      -- Fuel
  1178.  
  1179. Another basic fuel in pyrotechnics, sulphur is used in many pyrotechnic
  1180. formulas across the range of fireworks, most obviously in black powder.
  1181. It is recommended to avoid the common "flowers" of sulphur, as they
  1182. contain residual acid. If they cannot be avoided, a small amount of a
  1183. neutralizer such as calcium carbonate should be added if acid is likely
  1184. to present a problem.
  1185.  
  1186.  
  1187. Titanium, Ti                    -- Fuel
  1188.  
  1189. The coarse powder is safer than aluminium or magnesium for producing
  1190. sparks, and gives rise to beautiful, long, forked blue/white sparks.
  1191. Fantastic for use in any spark composition, especially gerbs.
  1192.  
  1193.  
  1194. Petroleum jelly (Vaseline)      -- Stabilizer
  1195.  
  1196. Very occasionally used to protect metal powders e.g. iron by coating them
  1197. with a thin film of petroleum jelly.
  1198.  
  1199.  
  1200. Zinc, Zn                        -- Fuel, Smoke Ingredient
  1201.  
  1202. Zinc metal is used in what are known as zinc spreader stars, which
  1203. produce a very nice effect that looks like a green glowing cloud. Also
  1204. used in several smoke formulas, due to the thick clouds of zinc oxide
  1205. that can be produced.
  1206.  
  1207.  
  1208. SPECIAL CAVEATS
  1209. ---------------
  1210.  
  1211. AVOID:
  1212.  
  1213. Mixing chlorates with:  acidic ingredients
  1214.                         sulphur or sulphides
  1215.                         ammonium salts
  1216.                         phosphorus
  1217.                         pitch or asphalt
  1218.                         gum arabic solution.
  1219.  
  1220. Mixing picric acid with:  lead or lead compounds
  1221.                           almost any other metal.
  1222.  
  1223. Mixing ammonium nitrate with metals especially copper.
  1224.  
  1225. Mixing nitrates with aluminium WITHOUT boric acid.
  1226.  
  1227.  
  1228. Further Information
  1229. -------------------
  1230.  
  1231. Further information about these chemicals, for example chemical, physical
  1232. and toxicity data, can be obtained from the following books:
  1233.  
  1234. The Merck Index
  1235. The CRC Handbook of Physics and Chemistry
  1236. Ullmann's Encyclopaedia of Industrial Chemistry
  1237. Kirk-Othmer's Encyclopaedia of Chemical Technology
  1238.  
  1239. The information may be found elsewhere, but these are the most
  1240. comprehensive and readily available.
  1241.  
  1242.  
  1243. --*** Many thanks to Dave Pierson, Christian Brechbuehler, Ken Shirriff,
  1244. --*** Petri Pihko, Bill Nelson, Robert Herndon, Mike Moroney, Geoffrey Davis
  1245. --*** and others for their helpful comments, corrections, additions and advice.
  1246. --
  1247.      ______        _____________    ______________________          ______
  1248.     /\####/\      /            /   /                     /         /\####/\
  1249.    /  \##/  \    /_______     /   /    _     ______     /         /  \##/  \
  1250.   /____\/____\          /    /   /    / \    \    /    /         /____\/____\
  1251.   \####/\####/         /    /____\    \_/    /   /    /_______   \####/\####/
  1252.    \##/  \##/         /                     /   /            /    \##/  \##/
  1253.     \/____\/         /_____________________/   /____________/      \/____\/
  1254.  
  1255.                      agbrooks@teaching.cs.adelaide.edu.au
  1256.  
  1257.