煙花是由筒殼體(紙、塑料、薄金屬片等材料制成),煙火劑,封口物質,附件(如尾翼底座、橫擔、軸、桿),點火裝置(如引線、擦火板、電點火頭等)組成。它利用煙火劑燃燒或爆炸時產生的光、色、音響、氣動、發煙等效應,使煙花成為一種供觀賞品。
煙花為什么會有五彩繽紛的顏色
煙花是在火藥(主要成分為硫黃、炭粉、硝酸鉀等)中按一定配比加入鎂、鋁、銻等金屬粉末和鍶、鋇、鈉等金屬化合物制成的。由于不同的金屬和金屬離子在燃燒時會呈現出不同的顏色(即“焰色反應”),所以煙花在空中爆炸時,便會綻放出五彩繽紛的火花。例如,鋁鎂合金燃燒時會發出耀眼的白色光;硝酸鍶和鋰燃燒時會發出紅色光;硝酸鈉燃燒時會發出黃色光;硝酸鋇燃燒時則會發出綠色光。
除了金屬和金屬化合物外,人們還會在煙花里加入不同劑量的氧化劑、助光劑和黏合劑。氧化劑在燃燒時會產生大量氧氣,起到助燃和使煙花顏色更加鮮艷的作用;助光劑能大大提高煙花的亮度;黏合劑則用來將粉末狀的化合物組成大小不一的光劑顆粒。如果把這些顆粒按一定的規則排列,就可以制成不同圖案的煙花。如“向陽花”中間一圈放上發黃色光的顆粒,周圍放上發綠色光的顆粒,到天空爆炸后,就會形成一朵綠葉扶襯的向日葵,美麗極了。
煙花的顏色是由于不同金屬灼燒,發生焰色反應顏色不同造成的。煙花是利用各種金屬粉末在高熱中燃燒而構成各種奪目的色彩的。使用不同金屬就能產生不同效果,發出不同顏色的光芒。
焰色反應:
鈉(Na):黃
鋰(Li):紫紅
鉀(K):淺紫
銣(Rb):紫
銫(Cs):紫紅
鈣(Ca):磚紅色
鍶(Sr):洋紅
銅(Cu):綠
鋇(Ba):黃綠
煙花爆竹主要成分
鞭炮、煙花 主要成分為硝化纖維,已經加入穩定劑,是傳統黑火藥3倍的效率。高效、無煙。
爆竹的主要成分是黑火藥,含有硫磺、木炭粉、硝酸鉀,有的還含有氯酸鉀。制作閃光雷、電光炮、煙花炮、彩色焰火時,還要加入鎂粉、鐵粉、鋁粉、銻粉及無機鹽。當煙花爆竹點燃后,木炭粉、硫磺粉、金屬粉末等在氧化劑的作用下,迅速燃燒,產生二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮等氣體及金屬氧化物的粉塵,同時產生大量光和熱而引起鞭炮爆炸。紙屑、煙塵及有害氣體伴隨著響聲及火光,四處飛揚,使燃放現場硝煙彌漫,硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物等嚴重污染空氣。這些氣體對人的呼吸道及眼睛都有刺激作用。
煙花中煙火劑的主要原材料
(1)硝酸鉀:硝酸鉀是強氧化劑。在配制煙火藥時,不宜將硝酸鉀與高氯酸銨混合使用。因為硝酸鉀會與高氯酸銨發生瓜,生吸濕性很強的硝酸銨,如果這些藥劑中含有輕金屬粉末時, 些金屬粉末就可能受潮發熱,甚至自燃、自爆。
(2)氯酸鉀:氯酸鉀特別敏感,它與有機物、硫磺、硫化物、酸類或其他易氧化的和物質混合后,受熱或受到撞擊和磨擦,均能產生強烈的燃燒和爆炸。氯酸鉀受日光照射容易分解,生成極不穩定的亞氯酸鉀和吸濕性很強的氧化鉀,亞氯酸鉀極不穩定,如果與酸類、硫化物和有機物等混合,極易自燃或自爆。
(3)硝酸鋇:常溫下硝酸鋇的化學穩定性較好,機械感度不高,但與氯酸鉀混合,容易生成敏感性較強的氯酸鋇,配合制成煙火藥時,有可能產生自燃、自爆。
(4)高氯酸鉀:高氯酸鉀的化學穩定性較氯酸鉀好,與硫化氰酸鹽混合產生自爆,與有機物混合具有強烈的爆炸性能。
(5)硫磺:硫和氯酸鉀的混合物可形成爆炸性物質,感度很高,銷經撞擊或磨擦就會爆炸,硫為熱和電的不良導體,在粉碎、碾磨時會產生靜電,引起自燃和爆炸。硫磺粉塵在人氣中會與氧形成爆炸性混合物,當每公升空氣中含硫7毫克以上時,遇到火源就會爆炸。
(6)鋁粉:鋁粉易溶于稀酸,遇水或受潮會與水產生化學反應,產生高溫,如果不及時擴散,會產生自燃、自爆。當每公升空氣中含鋁粉40毫克以上時,遇到火源就會爆炸。
(7)鎂粉:鎂粉與鋁粉一樣,受潮會產生自燃、自爆。當每公升空氣中含鎂粉10-25毫克,遇到火源就會爆炸。
(8)鎂鋁合金粉:一般由鎂、鋁各50%左右組成的金屬互化的,化學穩定性比單獨的鎂粉或鋁粉要好。當每公升空氣中含有合金粉32.5毫克時,遇火源就會爆炸,受潮與水作用后生成氧化物,并放出氫氣,同時產生大量熱,如果不及時散熱,會自燃或自爆。
(9)硫化銻:硫化銻在煙火藥中用作還原劑、助燃劑,它與氯酸鉀、高氯酸鉀的混合物敏感度很高,比硫與氯酸鉀、高氯酸鉀的混合物稍穩定,但由于它不可避免地帶有一些二氧化硅(沙子),從而大大提高了煙火藥的機械感度。另外還有一種五硫化二銻,它是一種強還原劑,比三硫化二硫的感度更高。
(10)赤磷(又名紅磷):赤磷是一種強還源劑,在空氣中容易被氧化,并產生自燃,赤磷與氯酸鉀的混合物,在含水分20%的情況下,稍經撞擊或摩擦就會自燃與爆炸。赤磷燃燒時,產生有毒的五氧化二磷白色煙霧。用作煙火劑的赤磷,不允許有黃磷(白磷)痕跡,因為黃磷的燃點很低(僅30攝氏度),與其他藥物混合制成產品時,很容易自燃。
(11)硝化棉:硝化棉具有高度可燃性和爆炸性,其危險程度根據硝化程度而定,含氮量在12.5%以上的硝化棉危險性極大,遇火即燃燒。在溫度超過40℃時能加速其分解而自燃。含氮量不足12.5%的硝化棉雖然比較穩定,但受熱或儲存日久,逐漸分解而放出酸,降低著火點,亦有自燃自爆的可能。失火時,嚴禁用砂土等物壓蓋,以免發生爆炸。