國慶剛過,想必大家對國慶所施放的煙火看的目瞪口呆、驚艷不已吧!可知道煙火在空中如何形成「花朵」、「瀑布」的圖案呢?
因有碳鐵 所以煙火五彩繽紛
十九世紀之前,煙火主要用於製造沖天炮和爆竹,那時人們在煙火中加入碳和鐵的填加物,使煙火產生橘色和黃色的色彩。十九世紀時,化學這一門科學有了很大的進步,因此,有一些新的化合物開始用於製造煙火的行列,例如銅、鍶和鋇的鹽類會使煙火添加了光燦奪目的色彩;鎂和鋁粉的加入會產生令人眩目的白光。
煙火為什麼會產生閃光、聲音以及多采多姿的璀璨顏色?產生閃光和聲響的原因是此種煙火中含有氧化劑和燃料,最普遍的氧化劑為過氯酸鉀(KClO4)與氯酸鉀(KClO3),而以鋁粉和硫粉當作燃料,過氯酸鉀以很快的速度氧化燃料,因反應放出大量的熱量,使得鋁因燃燒而生出令人眩目的白色閃光;聲響則是由於反應產生大量的氣體而與空氣摩擦造成的。
煙火的材料
煙火裡包裝有兩組黑火藥,黑火藥大約是百分之七十五的硝酸鉀、百分之十五的碳及百分之十的硫,第一組黑火藥的目的是把煙火送上夜空中,第二組黑火藥用來點燃小藥丸(光珠),每一個小藥丸裡面有各種不同的混合物,在燃燒後會放出不同顏色的光。
每一個光珠內有三種東西,即是氧化劑、燃料及金屬原素或化合物,過氯酸鉀或氯酸鉀是最常用的氧化劑,燃料有天然的,如碳、澱粉衍生物,或合成的,如聚氯乙烯(PVC),或氯化橡膠。常用的金屬有鍶、鋇、及鈉或它們的化合物。
爆炸的形狀是機密唷
煙火中的光珠受到黑火藥的點燃後,就產生了自由的氯原子,氯原子再與金屬原子反應生成電子激發態的分子,這些高能量的分子並不安定,因此把它多的能量以光的形式放出來。煙火製造商可以製造出很多產生紅、白、綠、橘色的火焰。
至於爆炸高度以及爆炸形狀,爆炸高度是由火藥填充量來決定,而爆炸形狀則是由火藥填充排列組合來決定,每一個合格煙火都是經過繁瑣的製造程序製造出來的,因為這也包含了商業機密和專業技術,無法有詳細的解答。
煙火的製造過程
高空煙火分成各種大小不同的尺寸,自二點五英吋到十英吋都有。呈現出來的效果也是五花八門。
光珠的形成:「光珠」是讓煙火彈發光主角,經過各種原料的篩檢均勻後,放入滾筒,使它變成顆粒狀。由於煙火在瞬間爆炸時,速度極快,在光珠的外面需要以黑火藥外引火藥。
在光珠乾燥之後,就是結合煙火彈的工作。「割藥」置於煙火彈中間,用以炸開煙火彈紙殼,使煙火均勻的在天空散開,而「光珠」則緣著紙殼壁整齊的排列著。
在「割藥」的中間,還有一隻準備點火用的導管,一端接著「導火索」,一端則位於煙火彈的中間,用來點燃「割藥」。
在固定好導火索與煙火彈內的工作後,就開始將兩半的煙火彈扣在一起,稱之為「打彈」。將扣在一起的彈先臨時固定,接著開始貼紙的工作。
一個貼好紙的彈,還不能算是成品,煙火彈還需要加上發射藥與快引線,才能置入發射管內發射出去。