Handhabung & Technik farbige Funken und seltene Erden

Dieses Thema im Forum "Professionelle Technik, Sicherheit, Handhabung" wurde erstellt von ivhp, 29. Jan. 2020.

  1. Hallo Zusammen,

    manchmal geht es schneller als man denkt. Nachdem wir letztes Jahr über die uns immer noch faszinierende Entdeckung der farbwechselnden Funken berichtet haben (Aussehen, Ursache und Anwendungen hier beschrieben), hat sich die gleiche Gruppe für einen zweiten Teil wieder getroffen. Die Thematik bleibt die gleiche - Funken zu erzeugen, welche eine von der Schwarzkörperstrahlung abweichende Farbe aufweisen (und damit z.B. Wunderkerzen & Co mit echten blauen, grünen usw. Funken möglich zu machen). Diesmal sind wir mit den in o.g. Thema erläuterten Vorkenntnissen an eine etwas wissenschaftlichere Fragestellung heran getreten und haben uns eine Reihe von Metallen gesucht, die allesamt die Bedingungen für eine farbige Verbrennung (d.h. Abbrand in der Gasphase, farbige Emissionsbanden) erfüllen. Variiert wurde der Siedepunkt des Metalls (von 1000 bis 3500 °C) während der Siedepunkt des jeweiligen Verbrennungsproduktes (wichtiges Kriterium für die Gasphasenverbrennung) dadrüber liegt (immer ca. 4000 °C). Passende Metalle findet man nur unter den seltenen Erden: Yttrium, Erbium, Lutetium, Thulium, Ytterbium und Samarium.

    Die Ergebnisse sind frei zugänglich publiziert: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/zaac.201900300 und haben es direkt wieder aufs Deckblatt geschafft.

    Als eine ganz kurze Zusammenfassung ein paar Fotos der Metallpulver in der Gasflamme:

    [​IMG] [​IMG] [​IMG]
    (Von links nach rechts: Sm, niedrig siedend, bunte Verpuffung; Tm, mittelhoher Siedepunkt, Crackling und farbwechselnde Funken; Y, farbwechselnde Funken mit hellroter Phase)

    Die niedrig siedenden Metalle verpuffen farbig, sind intensiv gefärbt aber ohne langen Funkenflug. Die Metalle mit mittleren Siedepunkten zeigen farbwechselnde Funken und wir konnten mittlerweile (erstmalig) insgesamt 4 farbwechselnde Funken nachweisen: Y weissgold/rot, Er weissgold/grün, Tm gold/grün und Lu weissgold/grünweiss. Das hochsiedenste Element (Lu) zeigt dabei fast schon nur noch einfarbig weissgoldene Funken. Besonders Interessant ist Tm, dessen Funken zerplatzen (quasi Crackling), da der Siedepunkt tief genug für partielles Verdampfen ist.

    Weil es so schön ist, haben wir direkt NC/AP basierte Fontänen gebaut und diese wandeln sich von Fontänen mit langziehenden Funken (Lu) zu bunten farbwechselnden Funken (Er) zu einem richtigen Crackling (Tm) und schließlich einem Strobe (Yb) - und das alles in exakt der gleichen pyrotechnischen Mischung, nur durch die Wahl des Siedepunktes des Metalls.

    Hier ein kurzes Video von 2 der Fontänen (strobe vs farbwechselnde Funken) als erster Anblick.

    Weitere Videos, viele Fotos und detaillierte Erklärungen in der o.g. Veröffentlichung.

    Insgesamt sind die seltenen Erdmetalle eine echt spannende Alternative für pyrotechnische Mischung - gerade angesichts der sinkenden Preise und Ungiftigkeit. Es würde mich langsam wundern, wenn diese nicht tatsächlich bald Einzug in die ersten experimentellen Mischungen erhalten würden. Von unserer Seite aus kommen wir dem Ziel zumindest des Traumsterns mit intensiv gefärbten Funken immer näher.

    Rückfragen wie immer gerne hier und auch an mich oder Felix ([email protected]) direkt.

    Viele Grüße,

    ivhp
     
    Darnoc, Mr. Energetic, pHy und 16 anderen gefällt das.
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