摘要:烟花中的硝酸钾成分一旦燃烧便会释放出氧气,氧气作为氧化剂又加速了木炭与硫磺的燃烧速度,产生的热空气迅速地将烟花抛上天空——这一切都会在引信燃烧到尽头的一瞬间发生。首先,被点燃的黑火药会将整个球壳烟花抛上天空。

在一个密闭空间里结结实实塞入75%的硝酸钾、15%的木炭或糖,以及10%的硫磺,最后接上一根引信——你制成了最原始也最简单的烟花,或者应该称之为爆竹,因为这玩意儿除了炸出点动静或者把人炸进医院以外,屁也干不了……

烟花原理1

那么问题来了,能照亮夜空,还隔空弄湿姑娘的绚丽烟花到底是怎么一回事?想搞懂这个问题,首先你要知道现代烟花中都包含哪些成分。

烟花原理2


(任何企图根据本文私造烟花的行为都是作大死。)

1. 黑火药

烟花原理3

中国是最早发明火药的国家,黑火药在晚唐(9世纪末)时期正式出现。黑火药由硝酸钾、木炭、硫磺按一定比例混合而成,是烟花的重要组成成分(也是弹药的重要成分)。

烟花原理4

烟花中的硝酸钾成分一旦燃烧便会释放出氧气,氧气作为氧化剂又加速了木炭与硫磺的燃烧速度,产生的热空气迅速地将烟花抛上天空——这一切都会在引信燃烧到尽头的一瞬间发生。

烟花原理5

在烟花上升时,定时延迟引线会继续燃烧,直到超出内核负荷量。此时燃烧的内核就迸射出了彩色祥云,还能时不时发出令人激动的啪啪声。

2. 金属盐

烟花原理6

为什么窜天猴发射时屁股上火焰是红色的?在化学老师眼里这样的效果他们这辈子已经见了无数次,与烟花的焰色效应相同,它们都归因于一个简单的原理:化学发光原理。

烟花原理7

当烟花装料中的金属盐受到加热后,金属盐分子中的电子会变得兴奋地不能自已而快速振动,同时喷射出大量热量和光。

烟花原理8

想要看到红色、白色或者蓝色的烟花吗?在装药中加入碳酸锶、镁合金(不属于盐)或者氯化铜既可。或者你想要绿色,橙色和黄色的烟火?那么加入氯化钡,氯化钙以及氯化钠就行。

3. 糊精

烟花原理9

黑火药与金属盐之所以能紧密联系炸出辉煌,都多亏了这个名叫“糊精”的黏糊糊物质。这家伙能溶于水,简直是个百搭万能神物。

烟花原理10

它既可作为涂料与加工肉制品中的增稠剂,又可作为食物中的釉料,还可作为信封粘合剂,呃,它甚至可以代替乳制品中的脂肪成分……

4. 三硫化二锑

烟花原理11

假如还想看到一闪一闪亮晶晶的效果,那就在烟花弹中加入这种听起来很高科技的黑灰色粉末吧。

烟花原理12

这种粉末被广泛应用于火柴和伪装涂料中(三硫化二锑能反射红外线从而躲避红外雷达的扫描),但是吸入这些粉末又可能引起呼吸道疾病。

5. 纸

烟花原理13

纸(或纸板),既廉价便捷又环保,纸张极易燃烧,燃烧后残留物又少,当之无愧是烟花的最佳外包装物质。

烟花原理14

烟花内部燃烧产生的热空气在一瞬间堆积,直到高潮之时,“嘭”地一声撕裂开外包装的纸。外包装中的纸张的所能承受最大负载量越大,烟花的爆炸声就越响。

最后,这些成分是按什么结构填装的?

烟花原理15

烟花原理16

烟花原理17

烟花原理18

这是一个15厘米长的礼花弹圆柱壳。延时引线从礼花最左侧进入礼花弹主体,左部隔间放置了方形小烟花弹,右部隔间则放置着作为推进物的黑火药。

烟花原理19

图中为五角星形排列烟花(Star-shaped Firework)。它在空中进行绽开时呈现的图案,基本上就是小球排列的星形图案。这两个半球体烟花壳的所装的东西一模一样,扣在一起后爆炸时就会生成两个一样的五角星图案,如同照镜子一般。

烟花原理20

球壳状烟花(Spherical Shell)有足球篮球那样大,直径一般是20厘米。首先,被点燃的黑火药会将整个球壳烟花抛上天空。图中银色的圆形小球比较靠近火线,点燃后最先爆炸。紧接着,外圈的金色大球会在半空中拉出粗长的的“触手”,这就是最常见的烟花。

图4

同理,图中烟花内部的弹丸会在高空先被弹射向四周,然后同时爆炸,呈现出笑脸状。

烟花原理21

最复杂的烟花,就是用类似的排布方式,把预定在不同阶段爆破的弹丸层层分隔开,因此一颗就可以炸出满天的菊花……


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