home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Usenet 1993 July / InfoMagic USENET CD-ROM July 1993.ISO / answers / pyrotechnics-faq < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1993-07-01  |  50.0 KB

  1. Path: senator-bedfellow.mit.edu!enterpoop.mit.edu!pad-thai.aktis.com!pad-thai.aktis.com!not-for-mail
  2. From: agbrooks@teaching.cs.adelaide.edu.au (Zoz)
  3. Newsgroups: rec.pyrotechnics,news.answers
  4. Subject: rec.pyrotechnics FAQ
  5. Supersedes: <pyrotechnics-faq_740635206@GZA.COM>
  6. Followup-To: rec.pyrotechnics
  7. Date: 1 Jul 1993 00:00:19 -0400
  8. Organization: Geer Zolot Associates
  9. Lines: 1221
  10. Sender: faqserv@GZA.COM
  11. Approved: news-answers-request@MIT.Edu
  12. Expires: 25 Jul 1993 04:00:07 GMT
  13. Message-ID: <pyrotechnics-faq_741499207@GZA.COM>
  14. Reply-To: agbrooks@teaching.cs.adelaide.edu.au (Zoz)
  15. NNTP-Posting-Host: pad-thai.aktis.com
  16. Summary: This file contains basic details, safety information and answers to
  17.          frequently asked questions about pyrotechnics.  It is recommended
  18.          that all subscribers to the newsgroup rec.pyrotechnics read this
  19.          document before attempting any practical pyrotechnics.
  20. X-Last-Updated: 1993/01/30
  21. Xref: senator-bedfellow.mit.edu rec.pyrotechnics:11230 news.answers:9865
  22.  
  23. Archive-name: pyrotechnics-faq
  24.  
  25.  
  26.                               REC.PYROTECHNICS FAQ
  27.                               ++++++++++++++++++++
  28.  
  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. (Idaho (Fire) Falls, Idaho, 92)
  168.  
  169. For membership information, contact:
  170.  
  171.         PGI
  172.         Ed Vanasek
  173.         18021 Baseline Ave
  174.         Jordan, MN
  175.         55352
  176.  
  177.         You need either three reccomendations from random people or one
  178.         reccomendation from a PGI member.  Dues are $25/yr., US.
  179.  
  180. Another newsletter is American Fireworks News, monthly, miscellaneous
  181. news, technical articles, ads, $19.95/yr.
  182.  
  183.         AFN
  184.         Star Rt Box 30
  185.         Dingmans Ferry, PA
  186.         18328
  187.  
  188.  
  189. 6. Pyrotechnic Literature
  190. =========================
  191.  
  192. 6a. Fireworks Literature
  193. ------------------------
  194.  
  195. These are extremely good books on the subject of pyrotechnics, and are
  196. really a must-read for the serious pyrotechnics enthusiast. Many others
  197. that are not listed here are also worth reading - check out your local
  198. library, Books In Print, Pyrotechnica Publications etc. for more
  199. references.
  200.  
  201. Conkling, John A.: "Chemistry of Pyrotechnics: Basic Principles & Theory"
  202. (Marcel Dekker, New York, NY 1986. (ISBN 0-8247-7443-4).)
  203.  
  204. See also Conkling's articles in Scientific American (July 1990, pp96-102)
  205. and Chemical & Engineering News (June 29, 1981, pp24-32).
  206.  
  207.  
  208. Shimizu, Takeo: "Fireworks - The Art, Science and Technique", 2nd ed.
  209. (Pyrotechnica Publications, 1988. (ISBN 0-929388-04-6).)
  210.  
  211.  
  212. Lancaster, Ronald: "Fireworks, Principles and Practice" (Illus.) 2nd ed.
  213. (Chemical Publishing Company Incorporated, 1992. (ISBN 0-8206-0339-2).)
  214. The 1st edition is also available, and is much cheaper. The 2nd edition
  215. only has about 20 new pages and some minor corrections, but is about
  216. $50 more expensive.
  217. Shimizu often directs people to Lancaster rather than giving the detailed
  218. information himself.
  219.  
  220.  
  221. Weingart, George W.: "Pyrotechnics" (Illus.)
  222. (Chemical Publishing Company Incorporated, 1968. (ISBN 0-8206-0112-8).)
  223.  
  224.  
  225. Davis, Tenney L.: "Chemistry of Powder and Explosives"
  226.  
  227.  
  228. More references are available from Books In Print.
  229.  
  230. By far the best source for all books on fireworks is:
  231.  
  232. Pyrotechnica Publications
  233. 2302 Tower Drive
  234. Austin, TX 78703 USA
  235.  
  236.  
  237. 6b. Fringe Literature
  238. ---------------------
  239.  
  240. These books usually deal with home-made explosives etc. more than
  241. fireworks, and are usually dubious at best. Most are not worth buying,
  242. especially if you are more interested in the pyrotechnics field.
  243.  
  244. Much of the information in them is inherently unsafe - many of the books
  245. deal with field-expedient methods, and assume that some casualties are
  246. acceptable along the way. If you want to try anything out of one of
  247. these, it is a good idea to ask about it on the net or to someone
  248. experienced in pyrotechnics or explosives.
  249.  
  250.  
  251. "The Anarchist's Cookbook": this is in "Books in Print" so your local
  252. bookstore should be able to get you a copy.  Alternatively, you can send
  253. $22 (includes postage) to Barricade Books, PO Box 1401, Secaucus NJ 07096.
  254. The Anarchist's Cookbook gets a big thumbs down because it is full of
  255. inaccurate information.
  256.  
  257. "Ragnar's Guide to Home and Recreational Use of High Explosives": thumbs
  258. down as it is even more inaccurate than The Anarchist's Cookbook.
  259.  
  260. US Army Technical Manual 31-210 1969 "Improvised Munitions Handbook":
  261. The Improvised Munitions Handbook generally gets okay reviews; it
  262. contains a whole bunch of recipes for making explosives etc. out of handy
  263. chemicals. You can get it from several sources, gun shows, or for $5 from
  264. Sierra Supply.
  265.  
  266. "Poor Man's James Bond Vol. 2": mostly a set of reprints of various
  267. books, in small type.  It does have Davis' Chem. of Powder and Explosives
  268. and what appears to be Vol. 1 and 2 of the Improvised Munitions Handbook
  269. series. Vol. 1 of PMJB has a reprint of Weingart's book Pyrotechnics (?)
  270.  
  271. Here are some sources for the books.  Most of these places will send you
  272. a catalog with related material.
  273.  
  274. Loompanics, P.O. Box 1197 Port Townsend, WA 98368.
  275. This company sells a wide selection of fringe books on drugs, explosives,
  276. war, survival, etc.
  277. Catalog $5.
  278.  
  279. Sierra Supply, PO Box 1390 Durango, CO 81302 (303)-259-1822.
  280. Sierra sells a bunch of army surplus stuff, including technical
  281. manuals such as the Improvised Munitions Handbook.
  282. Sierra has a $10 minimum order + $4 postage.  Catalog $1.
  283.  
  284. Paladin Press, P.O. Box 1307 Boulder, CO 80306
  285.  
  286. Delta Press Ltd, P.O. Box 1625 Dept. 893 El Dorado, AR 71731
  287.  
  288. Phoenix Systems, P.O. Box 3339, Evergreen CO 80439
  289. Phoenix carries fuse (50 ft/$9), smoke grenades, tracer ammo, dummy
  290. grenades. Catalog $3.
  291.  
  292. U.S. Cavalry, 2855 Centennial Ave. Radcliff, KY 40160-9000 (502)351-1164
  293. Sells all kinds of military and adventure equipment.
  294.  
  295. Thanks to Ken Shirriff, Phil Ngai, Keith Wheeler, Charles Marshall, Gary
  296. Hughes, and others.
  297.  
  298. 6c. Net-Available Information
  299. -----------------------------
  300.  
  301. The so-called "gopher files", a collection of 4 introductory files on
  302. pyrotechnics, are available using a file transfer client called gopher.
  303. The sources for gopher are available via anonymous FTP from
  304. boombox.micro.umn.edu in the directory /pub/gopher/ .
  305.  
  306. You can see what it looks like by telneting to consultant.micro.umn.edu
  307. and logging in as "gopher". The pyroguide is in the Gopher system under:
  308.  
  309. Other Gopher and Information Servers/Fun & Games/Recipes/Misc/Pyrotechnics
  310.  
  311. These files are quite a good introduction to pyrotechnics, including
  312. information on the manufacture of fuses and casings.
  313.  
  314.  
  315. "The Big Book Of Mischief 1.3", commonly abbreviated TBBOM, is available
  316. via anonymous FTP from world.std.com, and has the file path:
  317.  
  318. obi/Mischief/tbbom13.txt.Z
  319.  
  320. This is generally a compilation of articles from many sources such as
  321. 'The Poor Man's James Bond' and from here in rec.pyrotechnics. This also
  322. comes under the heading of 'Fringe Literature', as many of the items and
  323. methods contained in it are of dubious safety and reliability.
  324.  
  325. 7. Frequently Asked Questions
  326. =============================
  327.  
  328. Below are descriptions of several things that are frequently asked about
  329. on rec.pyrotechnics - they are not generally of much use in fireworks,
  330. but they are here to cut down message traffic on these subjects which
  331. have been covered many times before.
  332.  
  333. First though, here are some safety rules. Read these and memorize them.
  334.  
  335. 1. Mix only small batches, especially when trying something out for the
  336.    first time. Some mixtures, particularly flash powder, will detonate
  337.    rather than deflagrate (just burn) if enough is present to be self-
  338.    confining. It doesn't take much to do this. Small amounts of
  339.    unconfined pyrotechnic mixtures may damage your hands, eyes or face.
  340.    Larger amounts can threaten arms, legs and life. The hazards are
  341.    greatly reduced by using smaller amounts. Also be aware that a mixture
  342.    using finer powders will generally behave MUCH more vigorously than
  343.    the same mixture made with coarser ingredients. Many of these mixtures
  344.    are MUCH more powerful than comparable amounts of black powder. Black
  345.    powder is among the tamest of the pyrotechnician's mixtures.
  346.  
  347. 2. Many of these mixtures are corrosive, many are very toxic, some will
  348.    react strongly with nearly any metal to form much more unstable
  349.    compounds.  Of the toxics, nearly all organic nitrates have *very*
  350.    potent vasodilator (heart and circulatory system) effects.  Doses for
  351.    heart patients are typically in the small milligram range.  Some can
  352.    be absorbed through the skin.
  353.  
  354. 3. Keep your work area clean and tidy. Dispose of any spilled chemicals
  355.    immediately. Don't leave open containers of chemicals on your table,
  356.    since accidental spillage or mixing may occur. Use only clean equipment.
  357.  
  358. 4. If chemicals need to be ground, grind them separately, never together.
  359.    Thoroughly wash and clean equipment before grinding another chemical.
  360.  
  361. 5. Mixing should be done outdoors, away from flammable structures, and
  362.    where ventilation is good. Chemicals should not be mixed in metal or
  363.    glass containers to prevent a shrapnel hazard. Wooden containers are
  364.    best, to avoid static. Always use a wooden implement for stirring.
  365.    Powdered mixtures may be mixed by placing them on a sheet of paper and
  366.    rolling them across the sheet by lifting the sides and corners one at
  367.    a time.
  368.  
  369. 6. Don't store powdered mixtures, in general. If a mixture is to be
  370.    stored, keep it away from heat sources, in cardboard or plastic
  371.    containers. Keep all chemicals away from children or pets.
  372.  
  373. 7. Be sure all stoppers or caps, especially screw tops, are thoroughly
  374.    clean. Traces of mixture caught between the cap and the container can
  375.    be ignited by friction from opening or closing the container.
  376.  
  377. 8. Always wear a face shield, or at least shatterproof safety glasses.
  378.    Also wear a dust mask when handling powdered chemicals. Particulate
  379.    matter in the lungs can cause severe respiratory problems later in
  380.    life. Wear gloves and a lab apron when handling chemicals. This rule
  381.    is very important.
  382.  
  383. 9. Make sure there are no ignition sources near where you are working.
  384.    This includes heaters, motors and stove pilot lights. Above all,
  385.    DON'T SMOKE!
  386.  
  387. 10. Have a source of water READILY available. A fire extinguisher is
  388.     best, a bucket of water is the bare minimum.
  389.  
  390. 11. Never, under any circumstances, use metal or glass casings for
  391.     fireworks. Metal and glass shrapnel can travel a long way, through
  392.     body parts that you'd rather they didn't.
  393.  
  394. 12. Always be thoroughly familiar with the chemicals you are using. Don't
  395.     just rely on the information provided with the recipe. Look for extra
  396.     information - the Merck Index is very good for this, especially
  397.     regarding toxicity. It can also provide pointers to journal articles
  398.     about the chemical.
  399.  
  400. 13. Wash up carefully after handling chemicals. Don't forget to wash your
  401.     ears and your nose.
  402.  
  403. 14. If a device you build fails to work, leave it alone for half an hour,
  404.     then bury it. Commercial stuff can be soaked in water for 30 minutes
  405.     after being left for 30, then after 24 hours cautious disassembly can
  406.     be a valid learning experience. People have found "duds" from shoots
  407.     that took place over a year ago, having been exposed to rain etc,
  408.     which STILL functioned when fitted with fresh fuse or disposed of in
  409.     a bonfire. Even after a 30 minute waiting period (minimum), initial
  410.     pickup should be with a long- handled shovel.
  411.  
  412. 15. Treat all chemicals and mixtures with respect. Don't drop them or
  413.     handle them roughly. Treat everything as if it may be friction- or
  414.     shock-sensitive. Always expect an accident and prepare accordingly,
  415.     even if all these safety precautions are observed. Several people on
  416.     the net have gotten stitches, lost fingers, or been severely burned.
  417.     Some of them were very scrupulous in their safety precautions and had
  418.     many years' safe experience with pyrotechnics.
  419.  
  420. 7a. Nitrogen Tri-Iodide, NI3.NH3
  421. --------------------------------
  422.  
  423. Nitrogen Tri-Iodide is a very unstable compound that decomposes
  424. explosively with the slightest provocation. It is too unstable to have
  425. any practical uses, but is often made for its novelty value.  Some books
  426. describe uses for it in practical jokes etc. but in my experience it has
  427. been far too unstable for this to be a feasible idea. Despite its common
  428. name, the explosive compound is actually a complex between nitrogen
  429. tri-iodide and ammonia, NI3.NH3 (nitrogen tri-iodide monamine).
  430.  
  431. Reagents:
  432.  
  433. Solid Iodine (I2)
  434. Ammonia solution (NH4OH) - Use only pure, clear ammonia. Other solutions,
  435.                            such as supermarket 'cloudy' ammonia, will not
  436.                            give the desired product.
  437.  
  438.  
  439. Place a few fine crystals of iodine in a filter paper. The best way to
  440. make fine iodine crystals is to dissolve the iodine in a small quantity
  441. of hot methanol (care: methanol is toxic and flammable. Heat on a steam
  442. bath away from open flame. Use in a well-ventilated area.), and then pour
  443. the solution into a container of ice-cold water. This will cause
  444. extremely fine iodine crystals to precipitate out. Drain off the liquid
  445. and wash the crystals with cold water. If this method is not possible,
  446. crush the iodine as finely as possible.
  447.  
  448. Then filter ammonia through the iodine crystals. Use a small amount of
  449. ammonia and refilter it, to reduce wastage. The smaller the pieces of
  450. iodine the better the result, as more iodine will react if it has a
  451. greater surface area. You will be able to recognise the NI3.NH3 by its
  452. black colour, as opposed to the metallic purple of the iodine.
  453.  
  454. Reaction:       3I     +  5NH OH     --->  3NH I     +  NI .NH    +  5H O
  455.                   2(s)       4  (aq)          4 (aq)      3   3(s)     2 (l)
  456.  
  457. When the NI3.NH3 decomposes it will leave brown or purple iodine stains.
  458. These are difficult to remove normally, but can be removed with sodium
  459. thiosulphate solution (photographic hypo). They will fade with time as
  460. the iodine sublimes.
  461.  
  462.  
  463. Safety aspects:
  464.  
  465. NI3.NH3: Despite the common misconception presented in many articles
  466.          on NI3.NH3, it is NOT safe when wet. I have personally witnessed
  467.          NI3.NH3 exploding while at the bottom of a 1000Ml plastic beaker
  468.          full of water. NI3.NH3 can not be relied on not to decompose at
  469.          any time. Even the action of air wafting past it can set it off.
  470.  
  471.          If you want to dispose of some NI3.NH3 once you have made it, it
  472.          can be reacted safely with sodium hydroxide solution. NI3.NH3 is
  473.          a potent high explosive, and should be treated with respect. Its
  474.          power, instability and unpredictability require that only small
  475.          batches be made. Do not make more than you can immediately use.
  476.          Never attempt to store NI3.NH3.
  477.  
  478.          The detonation of NI3.NH3 releases iodine as a purple mist or
  479.          vapour. This is toxic, so avoid breathing it. Toxicity data on
  480.          NI3.NH3 is unknown, but I think it is safe to assume that eating
  481.          or touching it would be a bad idea anyway.
  482.  
  483. Iodine:  Iodine sublimes easily at room temperature and is toxic -
  484.          ingestion of 2-4g of iodine can be fatal. Make sure you are in a
  485.          well-ventilated area, and avoid touching the iodine directly.
  486.  
  487. Ammonia: Again, use in a well-ventilated area as ammonia is not
  488.          particularly pleasant to inhale. Ammonia is corrosive, so avoid
  489.          skin contact, especially if using relatively concentrated
  490.          solution. If skin contact occurs, wash off with water. Don't
  491.          drink it.
  492.  
  493.  
  494. 7b. Thermite
  495. ------------
  496.  
  497. The thermite reaction is a redox reaction that produces a lot of heat and
  498. light. In its usual configuration, temperatures can exceed 3000 degrees C,
  499. and molten iron is produced. It is therefore mainly used for welding, and
  500. by the Army in incendiary grenades.
  501.  
  502. There are many possible configurations - basically it is the reaction
  503. between a reactive metal and the oxide of a less reactive metal. The most
  504. common is as follows:
  505.  
  506. Aluminium powder, Al (coarse)   1 volume part or 3 weight parts
  507. Iron (III) Oxide, Fe203         1 volume part or 1 weight part
  508.  
  509. A stoichiometric mixture will provide best results.
  510.  
  511.  
  512. The powders are mixed together and ignited with a suitable fuse. Many
  513. people use magnesium ribbon - I don't recommend this, as magnesium ribbon
  514. is not all that easy to light, and quite prone to going out due to oxygen
  515. starvation. A much better fuse for thermite is a common sparkler. The
  516. mixture should be shielded with aluminium foil or similar to prevent
  517. sparks from the sparkler igniting the thermite prematurely.
  518.  
  519. Reaction:       2Al    +  Fe O     --->  Al O     +  2Fe    +  lots of heat
  520.                    (s)      2 3(s)         2 3(s)       (l)
  521.  
  522. The mixture can be varied easily, as long as the metal oxide you are
  523. using is of a less reactive metal than the elemental one you are using,
  524. e.g. copper oxide and zinc. Adjust the ratios accordingly.
  525.  
  526. Safety aspects:
  527.  
  528. Reaction: Make sure you no longer need whatever you are igniting the
  529.           thermite on - the reaction will melt and/or ignite just about
  530.           anything. If you ignite the thermite on the ground, make sure
  531.           the ground is DRY and free of flammable material. If the ground
  532.           is wet a burst of steam may occur, scattering 3000 degree metal
  533.           everywhere.
  534.  
  535.           Be careful when igniting the thermite - use adequate shielding
  536.           to prevent premature ignition. Don't get close to the mixture
  537.           once ignited - it has been known to spark and splatter. Don't
  538.           look at the reaction directly. It produces large amounts of
  539.           ultraviolet light that can damage the eyes. Use welder's
  540.           goggles, 100% UV filter sunglasses or do not look at all.
  541.  
  542. Aluminium: Chemical dust in the lungs is to be avoided. As always, wear a
  543.            dust mask. Make sure the environment you are working in is
  544.            dry - aluminium powder can be dangerous when wet. Fine
  545.            aluminium dust is pyrophoric - this means it can spontaneously
  546.            ignite in air. For this reason aluminium powder with a large
  547.            particle size is recommended.
  548.  
  549. Iron Oxide: This is not directly toxic, but any particulate matter in the
  550.             lungs is not good. Again, the dust mask is important.
  551.  
  552.  
  553. 7c. Dry Ice Bombs
  554. -----------------
  555.  
  556. Dry ice bombs are devices that use pressure to burst a container,
  557. producing a loud report and limited shock effects. No chemical reaction
  558. is involved - the container, usually a plastic 2-litre soft drink bottle,
  559. is burst by the physical reaction of solid carbon dioxide, CO2, subliming
  560. into gas. As the CO2 sublimes, the pressure builds up and eventually the
  561. container ruptures.
  562.  
  563. The method is very simple - some dry ice is added to the container, some
  564. water is added (about 1/3-1/4 full) and the cap is screwed on tight.
  565. Within a short time the container will burst, usually extremely loudly.
  566. The water can be omitted if a longer delay time is required. It is
  567. reported that these devices can be manufactured using liquid nitrogen
  568. instead of dry ice, and no water. This is not recommended as the delay
  569. time will be substantially shorter.
  570.  
  571. Safety aspects:
  572.  
  573. Device: NEVER use glass or metal containers! I cannot stress this enough.
  574.         Dry ice bombs are extremely unpredictable as to when they will go
  575.         off, and a glass or metal container is very very dangerous to
  576.         both the constructor and anyone else in the vicinity. Plastic
  577.         bottles are much safer because the fragments slow down quicker,
  578.         and thus have a smaller danger radius around the device. Plastic
  579.         fragments are still very nasty though - don't treat the device
  580.         with any less caution just because it is made of plastic.
  581.  
  582.         There is no way to tell how long you have until the dry ice bomb
  583.         explodes - it can be anywhere from a few seconds to half an hour.
  584.         Never add the water or screw the cap on the container until you
  585.         are at the site you want to use it and you are ready to get away.
  586.  
  587.         Never go near a dry ice bomb after it has been capped. If a dry
  588.         ice bomb fails to go off, puncture it from long range with a
  589.         slingshot, BB gun, by throwing stones at it or similar. Some
  590.         indication of timing can be achieved by semi-crushing the
  591.         container before capping - once the container has expanded back
  592.         to its original shape it is no longer safe to be anywhere near.
  593.  
  594.         Don't forget that the temperature of the day and the size of the
  595.         dry ice pieces will affect the delay length - don't assume that
  596.         delay times will be similar between bombs. A hotter day or
  597.         smaller pieces of dry ice (i.e. greater surface area) will create
  598.         a shorter delay. Remember, even though no chemical reaction
  599.         occurs you can still be legally charged with constructing a bomb.
  600.  
  601. Dry Ice: Humans will suffocate in an atmosphere with a carbon dioxide
  602.          concentration of 10% or more. Use in a well-ventilated area. Dry ice
  603.          typically has a temperature of about -75 degrees C, so do not
  604.          allow it to come into contact with the skin, as freezer burns
  605.          and frostbite will occur. Always use gloves or tongs when
  606.          handling dry ice.
  607.  
  608. 7d. Smoke Bombs
  609. ---------------
  610.  
  611. A relatively cheap and simple smoke mixture is potassium nitrate
  612. (saltpetre) and sugar. The mixture can be used in powder form, but much
  613. better results are achieved by melting the components together. The
  614. mixture should be heated slowly until it just melts - beware of excessive
  615. heating as the mixture will ignite. Keep a bucket of water next to you in
  616. case the mixture does ignite, and peform the entire operation outdoors if
  617. possible.
  618.  
  619. The mixture does not have to be completely liquid, the point at which it
  620. has about the viscosity of tar or cold honey is about right. While it is
  621. semi-liquid it can be poured into cardboard or clay molds, and a fuse
  622. inserted. Once it cools and hardens it will be similar to a stick of hard
  623. candy, hence its common name of "caramel candy".
  624.  
  625.  
  626. Safety aspects:
  627.  
  628. Mixture: The mixture burns very hot. Don't go near it once ignited, and
  629.          don't assume that whatever the mixture is contained in or
  630.          standing on will survive. Try not to breathe the smoke as fine
  631.          particles in the lungs are not good for them.
  632.  
  633. 7e. Basic Pyrotechnic Devices
  634. -----------------------------
  635.  
  636. Stars
  637. -----
  638.  
  639. A star is an amount of pyrotechnic composition that has by some means
  640. been fashioned into a solid object. These are the bright burning objects
  641. you see ejected from Roman candles, shells, mines etc.
  642.  
  643. Usually the pyrotechnic composition is mixed with a binder and a small
  644. amount of solvent to make a doughy mass which is then fashioned into
  645. stars, although some use has been made of so-called pressed stars, which
  646. involve the composition being pressed extremely hard into a mold with a
  647. hydraulic press or similar, thus doing without the solvent.
  648.  
  649. The usual methods are to make the composition into a flat pancake or
  650. sausage and cut it up into stars ("cut stars"), pushing it through a tube
  651. with a dowel, cutting it off at regular intervals ("pumped stars") or
  652. rolling cores of lead shot coated in fire clay in a bowl of the
  653. composition ("rolled stars").
  654.  
  655. Cutting and pumping produce cubic or cylindrical stars, while rolling
  656. produces spherical stars. Pumped stars are the most suitable for Roman
  657. candles, because it is easy to get the correct width. The stars are often
  658. dusted with a primer, usually meal black powder, to ensure ignition.
  659.  
  660.  
  661. Shell
  662. -----
  663.  
  664. The shell is a sphere or cylinder of papier mache or plastic which
  665. contains stars and a bursting charge, together with a fuse. It is fired
  666. into the air from a tube using a lift charge, usually black powder. The
  667. time the fuse takes determines the height above the ground at which the
  668. shell will burst, igniting and spreading the stars.
  669.  
  670.  
  671. Rocket
  672. ------
  673.  
  674. A rocket consists of a tube of rocket fuel, sealed at one end, with a
  675. constriction, or nozzle, at the other end. The burning fuel produces
  676. exhaust gases, which, when forced out the nozzle, produce thrust, moving
  677. the rocket in the other direction.
  678.  
  679. Solid fuel rockets can be one of two types - end-burning, where the fuel
  680. is solidly packed into the tube, so the fuel can only burn at one end -
  681. and core-burning, where there is a central core longitudinally through
  682. the fuel, so the fuel can burn down its full length. At the top of the
  683. rocket can be a smoke composition, so it is possible to determine the
  684. maximum height ("apogee") of the rocket, or a burst charge and stars.
  685.  
  686.  
  687. Lance
  688. -----
  689.  
  690. A lance is a thin paper tube containing a pyrotechnic composition. These
  691. are most commonly used in large numbers to make writing and pictures at
  692. fireworks shows - this is referred to as lancework. The tube is thin so
  693. burns completely away as the lance burns, so as not to restrict light
  694. emission from the burning section.
  695.  
  696.  
  697. Gerb
  698. ----
  699.  
  700. These are pyrotechnic sprays, often referred to as fountains or flower-
  701. pots. They consist of a tube full of composition, sealed at one end and
  702. with a nozzle at the other, similar to a rocket. Unlike a rocket, they
  703. are not designed to move anywhere, so all the emphasis is on making the
  704. nozzle exhaust as long as pretty as possible, with large amounts of
  705. sparks, nice colours etc.
  706.  
  707. The sparks are produced by metal powders or coarse charcoal in the gerb
  708. composition, with coarse titanium powder being the chemical of choice.
  709. Gerb compositions in a thin tube set up in a spiral arrangement are used
  710. as wheel drivers, for spinning fireworks e.g. Catherine wheels.
  711.  
  712.  
  713. Waterfall
  714. ---------
  715.  
  716. These are similar to gerbs, but usually do not spray as far. They are
  717. usually mounted horizontally in banks of several tubes, placed some
  718. distance above the ground. When ignited, the effect is like a brilliant
  719. waterfall of sparks.
  720.  
  721.  
  722. Mine
  723. ----
  724.  
  725. These have a mortar arrangement similar to that for a shell, but are not
  726. designed to send out a shell. The lift charge sends up a bag full of
  727. stars and a bursting charge, with a short fuse set to spread the stars
  728. relatively close to the ground. Because the bag has much less strength
  729. than a shell, the stars are not spread as far, and the final effect is
  730. that of a shower of stars moving upward in an inverted cone formation.
  731.  
  732.  
  733. 7f. Terminator Bombs, MacGyver, etc.
  734. ------------------------------------
  735.  
  736. The first thing to remember when watching pyrotechnics in movies, TV
  737. shows etc. is that it is exactly that, not real life. There is almost
  738. always no point in trying to extrapolate what MacGyver, for example,
  739. does back to reality, with respect to pyrotechnics at least. Reese
  740. making those bombs from supermarket supplies in Terminator was bogus,
  741. as are pretty much any information on explosives you receive from
  742. movies. Sorry.
  743.  
  744.  
  745. 8. Commonly Used Chemicals in Pyrotechnics
  746. ==========================================
  747.  
  748. Ignitibility and Reactivity
  749. ---------------------------
  750.  
  751. The secret of making a good pyrotechnic mixture is _homogeneity_. The
  752. better the contact with the oxidiser and the fuel is, the fiercer the
  753. composition. Finely ground fuels and oxidisers are essential for good
  754. stars and propellants. The required intimacy also implies that mixing
  755. can never be thorough enough.
  756.  
  757. For consistent results, use the same sieves and same mixing methods. Wet
  758. mixing is sometimes more efficient than stirring the dry composition;
  759. moreover, it is almost always safer. Star compositions and granulated
  760. powders can almost always be mixed with water or some other solvent.
  761.  
  762. Good, homogenous compositions also ignite more easily. Large amounts of
  763. loose, fine powder of almost any pyrotechnic composition represent a
  764. large fire and explosion hazard. But when such a powder is kneaded and
  765. cut into stars or carefully pressed in a tube, it will take fire easily
  766. and burn smoothly.
  767.  
  768. This is the pyrotechnist's dilemma: the best compositions are often the
  769. most dangerous ones, too. But not always. There are chemicals and
  770. compositions with much worse safety records than today's compositions
  771. have. In the list of pyrotechnic chemicals below, the most notorious ones
  772. have been indicated.
  773.  
  774.  
  775. Aluminium, Al                   -- Fuel
  776.  
  777. This is used in many compositions to produce bright white sparks or a
  778. a bright white flame.  There are many grades of aluminium available
  779. for different spark effects. Most pyrotechnic compositions that involve
  780. sparks use aluminium, e.g. sparklers, waterfalls etc.
  781.  
  782.  
  783. Ammonium Nitrate, NH4NO3        -- Oxidiser
  784.  
  785. This is used very infrequently in pyrotechnics due to its hygroscopic
  786. nature and the fact that it decomposes even at relatively low
  787. temperatures. Even when dry, it reacts with Al, Zn, Pb, Sb, Bi, Ni, Cu,
  788. Ag and Cd. In the presence of moisture it reacts with Fe. It reacts with
  789. Cu to form a brissant and sensitive compound. It is best not to use any
  790. bronze or brass tools when working with ammonium nitrate.
  791.  
  792.  
  793. Ammonium perchlorate, NH4ClO4   -- Oxidiser
  794.  
  795. Used as an oxidiser in solid rocket fuels, most notably the solid booster
  796. rockets for the Space Shuttle.  Using it in a composition improves the
  797. production of rich blues and reds in the flames. As with any ammonium
  798. salt, it should not be mixed with chlorates due to the possible formation
  799. of ammonium chlorate, a powerful and unstable explosive.
  800.  
  801.  
  802. Anthracene, C14H10              -- Smoke Ingredient
  803.  
  804. Used in combination with potassium perchlorate to produce black smokes.
  805.  
  806.  
  807. Antimony, Sb                    -- Fuel
  808.  
  809. The metal is commonly used in the trade as 200-300 mesh powder. It is
  810. mainly used with potassium nitrate and sulphur, to produce white fires.
  811. It is also responsible in part for the glitter effect seen in some
  812. fireworks.
  813.  
  814.  
  815. Antimony trisulphide, SbS3      -- Fuel
  816.  
  817. This is used to sharpen the reports of pyrotechnic noisemakers, e.g.
  818. salutes. It is toxic and quite messy.
  819.  
  820.  
  821. Barium salts                    -- Colouring Agents
  822.  
  823. Used to colour fires green. several are used:
  824.  
  825.  
  826. Barium carbonate, BaCO3         -- Colouring Agent, Stabilizer
  827.  
  828. As well as being a green flame-colourer, barium carbonate acts as a
  829. neutralizer to keep potentially dangerous acid levels down in pyrotechnic
  830. compositions.
  831.  
  832.  
  833. Barium chlorate, Ba(ClO3)2.H2O  -- Colouring Agent, Oxidiser
  834.  
  835. Used when deep green colours are needed.  It is one of the more sensitive
  836. chemicals which are still used, best to avoid if possible, but if used it
  837. should be in combination with chemicals which will reduce its sensitivity.
  838.  
  839.  
  840. Barium nitrate, Ba(NO3)2        -- Colouring Agent/Enhancer, Oxidiser
  841.  
  842. Not very strong green effect.  Used with aluminium powder to produce
  843. silver effects. Below 1000C aluminium burns silvery-gold, characteristic
  844. of aluminium-gunpowder compositions. Above 1000C it burns silver, and may
  845. be achieved using barium nitrate. Boric acid should always be used in
  846. compositions containing barium nitrate and aluminium.
  847.  
  848.  
  849. Barium oxalate, BaC2O4          -- Colouring Agent
  850.  
  851. Sometimes used, generally in specialised items with magnesium.
  852.  
  853.  
  854. Boric acid, H3BO3               -- Stabilizer
  855.  
  856. This is a weak acid, often included in mixtures that are sensitive to
  857. basic conditions, notably those containing aluminium.
  858.  
  859.  
  860. Calcium carbonate, CaCO3        -- Stabilizer
  861.  
  862. Used as a neutralizer in mixtures that are sensitive to both acids and
  863. bases, for example chlorate/aluminium flashpowder.
  864.  
  865.  
  866. Calcium oxalate, CaC2O4         -- Colour Enhancer
  867.  
  868. Used to add depth to colours produced by other metal salts.
  869.  
  870.  
  871. Carbon black/Lampblack, C       -- Fuel
  872.  
  873. A very fine form of carbon made by incompletely burning hydrocarbon fuels.
  874. Commonly used in gerbs to produce bright orange sparks.
  875.  
  876.  
  877. Charcoal, C                     -- Fuel
  878.  
  879. Probably the most common fuel in firework manufacture, it is not pure
  880. carbon and may contain in excess of 10% hydrocarbons. Indeed, the purer
  881. carbon charcoals (e.g. activated charcoal) do not necessarily give better
  882. results, and are very often worse than less pure grades. It is included
  883. in the vast majority of pyrotechnic compositions in various mesh sizes
  884. and grades, or as a component of black gunpowder.
  885.  
  886.  
  887. Clay
  888.  
  889. This is an important material for making fireworks, not as a reagent but
  890. to perform various practical applications such as blocking or constricting
  891. the ends of tubes for crackers or rocket nozzles, or coating lead shot
  892. prior to the application of star composition when making rolled stars.
  893.  
  894.  
  895. Copper and copper compounds     -- Colouring Agents
  896.  
  897. Used to add both green and blue colours to flames:
  898.  
  899.  
  900. Copper metal, Cu                -- Colouring Agent
  901.  
  902. Both the bronze and electrolytic forms are occasionally used, but easier
  903. methods are available for the same effect.
  904.  
  905.  
  906. Copper acetoarsenate, C4H6As6Cu4O16     -- Colouring Agent
  907.  
  908. Commonly called Paris Green, this chemical is toxic but used to produce
  909. some of the best blue colours in combination with potassium perchlorate.
  910.  
  911.  
  912. Copper carbonate, CuCO3         -- Colouring Agent
  913.  
  914. This is the best copper compound for use with ammonium perchlorate for
  915. production of blue colours. Also used in other blue compositions.
  916.  
  917.  
  918. Copper (I) chloride, CuCl       -- Colouring Agent
  919.  
  920. Cuprous chloride is probably the best copper compound for creating blue
  921. and turquoise flames, and it can be used with a variety of oxidizers.
  922. It is non-hygroscopic and insoluble in water, but it is oxidised slowly
  923. in air.
  924.  
  925.  
  926. Copper oxides, CuO/Cu2O         -- Colouring Agent
  927.  
  928. Used for many years for blues, but needed mercury chloride to intensify
  929. colours. Seldom used.
  930.  
  931.  
  932. Copper oxychloride              -- Colouring Agent
  933.  
  934. Occasionally used in cheap blue compositions.
  935.  
  936.  
  937. Cryolite, Na3AlF6               -- Colouring Agent
  938.  
  939. Also known as Greenland spar, this is an insoluble sodium salt.  Sodium
  940. salts are used to produce yellow colours, but as sodium salts generally
  941. absorb water this tends to be a problem. By using cryolite this problem
  942. is surmounted.
  943.  
  944.  
  945. Dextrin                         -- Binder
  946.  
  947. Dextrin is a type of starch that is added to many firework mixtures to
  948. hold the composition together. It is the most commonly used binder in
  949. pyrotechnics.
  950.  
  951.  
  952. Gallic acid (3,4,5-trihydroxybenzoic acid)
  953.  
  954. This is used in some formulas for whistling fireworks. Whistle mixes
  955. containing gallic acid are generally the most sensitive of the whistling
  956. fireworks, with high sensitivity to both friction and impact when used
  957. with chlorates, but cannot be used with perchlorates either.  There are
  958. safer alternatives for whistle compositions.
  959.  
  960.  
  961. Gum arabic (Gum Acacia)         -- Binder
  962.  
  963. An example of the various wood-resin-based adhesives used to bind firework
  964. compositions. Others used include Red Gum and Gum Copal.
  965.  
  966.  
  967. Gunpowder
  968.  
  969. Black powder is the mainstay of pyrotechnics. At a basic level it is
  970. a mixture of potassium nitrate, charcoal and sulphur. However, simply
  971. mixing these ingredients together will not produce proper black powder.
  972. It merely produces a much milder version, which itself is used
  973. extensively in pyrotechnics, and is commonly called meal powder.
  974.  
  975. True black powder takes advantage of the extreme solubility of potassium
  976. nitrate by mixing the very fine milled ingredients into a dough with
  977. water, then using strong compression to force the water out of the
  978. mixture, so that tiny crystals of potassium nitrate form in and around
  979. the particles of the other ingredients. This produces a product that
  980. is far fiercer than the simple meal powder.
  981.  
  982.  
  983. Hexachlorobenzene, C6Cl6        -- Colour Enhancer
  984.  
  985. Used as a chlorine donor in coloured compositions that require one.
  986. Rarely used, with PVC, Saran and Parlon being preferred.
  987.  
  988.  
  989. Hexachloroethane, C2Cl6         -- Smoke Ingredient
  990.  
  991. The basic ingredient in many military smoke formulas. Not often used
  992. with inorganic smoke mixtures, except those containing zinc.
  993.  
  994.  
  995. Iron, Fe                        -- Fuel
  996.  
  997. The metal filings are used mainly in gerbs to produce sparks. Iron will
  998. not keep well in firework compositions, and so it is generally pre-coated
  999. with an oil/grease. One simple method is to add 1 gram of linseed oil to
  1000. 16 grams of iron filings, mix, and boil off the excess oil.
  1001.  
  1002.  
  1003. Linseed oil                     -- Stabilizer
  1004.  
  1005. Used to coat metal powders in order to prevent them from oxidation, both
  1006. prior to use and in the firework composition. Polyesters are used in
  1007. commercial fireworks, but linseed oil remains an accessible option to the
  1008. amateur.
  1009.  
  1010.  
  1011. Lithium carbonate, Li2CO3       -- Colouring Agent
  1012.  
  1013. Used to colour fires red.  It has no advantage over strontium salts for
  1014. the same purpose.
  1015.  
  1016.  
  1017. Magnesium, Mg                   -- Fuel
  1018.  
  1019. Used to produce brilliant white fires. Should be coated with linseed oil/
  1020. polyester resin if contained in a composition which is not to be used
  1021. immediately, as it may react with other components of the mixture. The
  1022. coarser magnesium turnings are sometimes used in fountains to produce
  1023. crackling sparks. Magnesium-aluminium alloys give similar effects, and
  1024. are rather more stable in compositions.
  1025.  
  1026.  
  1027. Parlon                          -- Colour Enhancer, Binder
  1028.  
  1029. Parlon is a chlorine donor, and a key ingredient in many coloured stars.
  1030. It is a chlorinated isoprene rubber, chlorine content 66%. It interferes
  1031. with burning less than PVC or saran, and can be used as a binder. It
  1032. is soluble in methyl ethyl ketone (MEK) and partially in acetone.
  1033. Compositions made with parlon and acetone or MEK are nearly waterproof.
  1034.  
  1035.  
  1036. Phosphorus, P                   -- Fuel
  1037.  
  1038. Phosphorus is rarely used in pyrotechnics today, except for a few
  1039. specialized applications. It was used commonly many years ago, but as the
  1040. hazards associated with its use became known it dropped out of use.
  1041.  
  1042. Phosphorus comes in several forms, of which the red and the white/yellow
  1043. varieties were used. Red phosphorus (used in the strikers on the side of
  1044. matchboxes) is the more stable form, while white phosphorus (used by the
  1045. military in incendiary devices) ignites spontaneously in air, and must
  1046. therefore be stored under water or otherwise protected from the
  1047. atmosphere. Both forms are toxic.
  1048.  
  1049.  
  1050. Polyvinylchloride (PVC)         -- Colour Enhancer, Binder
  1051.  
  1052. PVC is a commonly used chlorine donor. It is not as good as Parlon for
  1053. this purpose, but is cheaper and more readily available. PVC is soluble
  1054. in tetrahydrofuran (THF) but almost all other solvents are useless.
  1055. Methyl ethyl ketone (MEK) will plasticise PVC to some extent, however.
  1056.  
  1057.  
  1058. Potassium benzoate, C6H5CO2K    -- Fuel
  1059.  
  1060. Used in whistling fireworks, in combination with potassium perchlorate.
  1061. It must be very dry for this purpose, and should be less than 120 mesh.
  1062.  
  1063.  
  1064. Potassium chlorate, KClO3       -- Oxidiser
  1065.  
  1066. Originally used very commonly in pyrotechnics, potassium chlorate has
  1067. gradually been phased out due to its sensitivity, in favor of potassium
  1068. perchlorate. Mixtures containing potassium chlorate and ammonium salts,
  1069. phosphorus or anything acidic are particularly dangerous. For this reason
  1070. mixtures containing potassium chlorate and sulphur are to be avoided,
  1071. as sulphur (especially the common "flowers" of sulphur) may contain
  1072. residual amounts of acid that can sensitize the mixture. In general,
  1073. potassium chlorate should be avoided unless absolutely necessary.
  1074.  
  1075. Chlorates have probably caused more accidents in the industry than all
  1076. other classes of oxidisers together. The reason lies in their sensitivity
  1077. to acids and their low decomposition temperature. When mixed with an
  1078. easily ignitable fuel, such as sugar or sulfur, chlorates will ignite
  1079. from a fingernail striking a wire screen. Moreover, sulfur is often
  1080. acidic, a fact that has lead to spontaneous ignition of sulfur-chlorate
  1081. compositions. If you intend to use chlorates, pay extra attention to
  1082. safety.
  1083.  
  1084.  
  1085. Potassium nitrate, KNO3         -- Oxidiser
  1086.  
  1087. A very common oxidising agent in pyrotechnics, potassium nitrate is one
  1088. of the chemicals you should never be without. From its essential use
  1089. in gunpowder to general applications in most fireworks, you will find
  1090. potassium nitrate used wherever a relatively mild oxidiser is required.
  1091. In fireworks it should pass 120 mesh, but can be used at 60 mesh. The
  1092. fine powder should be used as soon as possible after grinding or
  1093. milling as it will soon cake and have to be re-ground.
  1094.  
  1095.  
  1096. Potassium perchlorate, KClO4    -- Oxidiser
  1097.  
  1098. More expensive than potassium chlorate, but a better oxidising agent
  1099. and far safer. In almost all mixtures that previously required the
  1100. chlorate, safety factors have led to its replacement with potassium
  1101. perchlorate. It should be used in place of the chlorate wherever possible.
  1102.  
  1103.  
  1104. Potassium picrate
  1105.  
  1106. This is a shock sensitive compound that is used in some whistle formulas.
  1107. While safer than gallic acid formulas in this respect, care should be
  1108. taken to keep it away from other metals such as lead, because some
  1109. other metallic picrates are extremely sensitive.
  1110.  
  1111.  
  1112. Saran                           -- Colour Enhancer, Binder
  1113.  
  1114. Saran is another plastic chlorine donor. It is most commonly encountered
  1115. in the form of the cling wrap used to protect foodstuffs. It is slightly
  1116. soluble in tetrahydrofuran (THF) and will be plasticised by methyl ethyl
  1117. ketone (MEK).
  1118.  
  1119.  
  1120. Shellac                         -- Binder
  1121.  
  1122. Shellac is an organic rosin commonly used as a binder where a water-
  1123. soluble binder would be inappropriate. It can be bought at hardware
  1124. stores in the form of lustrous orange flakes, which can be dissolved
  1125. in boiling ethanol.
  1126.  
  1127.  
  1128. Sodium salts                    -- Colouring Agents
  1129.  
  1130. Sodium salts are sometimes used in place of the corresponding potassium
  1131. salts, but this is uncommon due to their hygroscopic nature. They rapidly
  1132. absorb water from the air, which can ruin a pyrotechnic composition.
  1133. In particularly dry environments they can be used without too much
  1134. trouble, and are therefore used in places like Egypt due to the relative
  1135. cheapness of some of the salts with respect to the potassium ones. Sodium
  1136. salts are also used as colourising agents, producing a characteristic
  1137. orange flame.
  1138.  
  1139.  
  1140. Strontium salts                 -- Colouring Agents
  1141.  
  1142. Used to colour flames a brilliant red:
  1143.  
  1144.  
  1145. Strontium carbonate, SrCO3      -- Colouring Agent, Retardant
  1146.  
  1147. Used often for producing red colours, and as a fire retardant in
  1148. gunpowder mixtures.
  1149.  
  1150.  
  1151. Strontium oxalate, SrC2O4       -- Colouring Agent, Retardant, Stabilizer
  1152.  
  1153. As for strontium carbonate, generally, but suffers from greater water
  1154. content.
  1155.  
  1156.  
  1157. Strontium nitrate, Sr(NO3)2     -- Colouring Agent, Oxidiser
  1158.  
  1159. This is the most commonly used strontium salt, because it provides the
  1160. most superb red colour available. Best results will be acheived if the
  1161. strontium nitrate is anhydrous.
  1162.  
  1163.  
  1164. Sulphur, S                      -- Fuel
  1165.  
  1166. Another basic fuel in pyrotechnics, sulphur is used in many pyrotechnic
  1167. formulas across the range of fireworks, most obviously in black powder.
  1168. It is recommended to avoid the common "flowers" of sulphur, as they
  1169. contain residual acid. If they cannot be avoided, a small amount of a
  1170. neutralizer such as calcium carbonate should be added if acid is likely
  1171. to present a problem.
  1172.  
  1173.  
  1174. Titanium, Ti                    -- Fuel
  1175.  
  1176. The coarse powder is safer than aluminium or magnesium for producing
  1177. sparks, and gives rise to beautiful, long, forked blue/white sparks.
  1178. Fantastic for use in any spark composition, especially gerbs.
  1179.  
  1180.  
  1181. Petroleum jelly (Vaseline)      -- Stabilizer
  1182.  
  1183. Very occasionally used to protect metal powders e.g. iron by coating them
  1184. with a thin film of petroleum jelly.
  1185.  
  1186.  
  1187. Zinc, Zn                        -- Fuel, Smoke Ingredient
  1188.  
  1189. Zinc metal is used in what are known as zinc spreader stars, which
  1190. produce a very nice effect that looks like a green glowing cloud. Also
  1191. used in several smoke formulas, due to the thick clouds of zinc oxide
  1192. that can be produced.
  1193.  
  1194.  
  1195. SPECIAL CAVEATS
  1196. ---------------
  1197.  
  1198. AVOID:
  1199.  
  1200. Mixing chlorates with:  acidic ingredients
  1201.                         sulphur or sulphides
  1202.                         ammonium salts
  1203.                         phosphorus
  1204.                         pitch or asphalt
  1205.                         gum arabic solution.
  1206.  
  1207. Mixing picric acid with:  lead or lead compounds
  1208.                           almost any other metal.
  1209.  
  1210. Mixing ammonium nitrate with metals especially copper.
  1211.  
  1212. Mixing nitrates with aluminium WITHOUT boric acid.
  1213.  
  1214.  
  1215. Further Information
  1216. -------------------
  1217.  
  1218. Further information about these chemicals, for example chemical, physical
  1219. and toxicity data, can be obtained from the following books:
  1220.  
  1221. The Merck Index
  1222. The CRC Handbook of Physics and Chemistry
  1223. Ullmann's Encyclopaedia of Industrial Chemistry
  1224. Kirk-Othmer's Encyclopaedia of Chemical Technology
  1225.  
  1226. The information may be found elsewhere, but these are the most
  1227. comprehensive and readily available.
  1228.  
  1229.  
  1230. --*** Many thanks to Dave Pierson, Christian Brechbuehler, Ken Shirriff,
  1231. --*** Petri Pihko, Bill Nelson, Robert Herndon, Mike Moroney, Geoffrey Davis
  1232. --*** and others for their helpful comments, corrections, additions and advice.
  1233. --
  1234.      ______        _____________    ______________________          ______
  1235.     /\####/\      /            /   /                     /         /\####/\
  1236.    /  \##/  \    /_______     /   /    _     ______     /         /  \##/  \
  1237.   /____\/____\          /    /   /    / \    \    /    /         /____\/____\
  1238.   \####/\####/         /    /____\    \_/    /   /    /_______   \####/\####/
  1239.    \##/  \##/         /                     /   /            /    \##/  \##/
  1240.     \/____\/         /_____________________/   /____________/      \/____\/
  1241.  
  1242.                      agbrooks@teaching.cs.adelaide.edu.au
  1243.  
  1244.