煙花燃放時的美麗,簡直能算得上是一種藝術。這種“美”實際上是建立在各種不同領域的自然科學的基礎上的。雖然統(tǒng)稱為煙花,但實際上它有許多種類,比如信號用和驅(qū)逐動物用(驅(qū)逐鳥類等)的煙火,春節(jié)時在超市也能買到的煙花,特定場所點火噴射的禮花等等。
焰火晚會上的主角主要還是噴射禮花。噴射禮花也分為許多種,有以圓形向外擴散的(菊花、牡丹等),有分散綻放的,有升空途中散開成小花的,還有呈現(xiàn)出各種圖案造型的字幕煙火等。當然,還有多種類型組合在一起的混合型煙火。噴射禮花的大小通常用升空后爆炸形成的球形直徑來表示。小的直徑只有3厘米,最大的禮花可以升到490米高空,升空綻放后直徑可達480米,大得超乎想象。噴射禮花到底是怎樣制作的呢?下面我們用圖示來介紹一下噴射禮花的大概制造流程。制作流程:

首先是配制煙花主體的藥劑。將粉末狀的氫化劑、可燃劑、發(fā)色劑等按設計好的配比混合均勻,制成符合要求的藥劑。再加水攪拌入模,制成小立方體“小星體”,這些是星體的內(nèi)芯。另一部分,根據(jù)其他配比制成炸藥。
第二步,小星體在攪拌機內(nèi)加入水和其他配方藥劑混合攪拌、滾動成為稍大一些的球體。干燥后,再用同樣的工藝反復操作幾次,使其變成更大的球體。為了避免星體在空中飛行時熄火,還要在著火層表面涂層,這樣星體才最終完成了。變色星在造星的過程中,要改變配方藥劑的種類。
制作好的星體和炸藥連同導火線等一起仔細排放,裝入用瓦楞紙做成的半球形的外殼中,裝好的兩個半球體合二為一,成為一個球體,再在表面貼上手工紙,干燥后,煙花就最終完成了!
在這里,我們只是做了簡單的介紹,實際上,這是一項需要反復操作、極富耐心的工作。大部分的工序都要手工操作,而且因為是跟火藥打交道,容不得半點馬虎。每一發(fā)噴射禮花都是煙火師汗水和智慧的結(jié)晶。
煙花肚子里的秘密
煙花以煙火藥為原料,經(jīng)過工藝制作而形成的娛樂產(chǎn)品。亮珠是以煙火為主要原材料,通過機械或手工制作而能產(chǎn)生色光效應的單個形體。組合煙花則是由燃放時產(chǎn)生多種欣賞效果的煙火藥半成品組成一人整體的產(chǎn)品。煙火藥是由氧化劑與還原劑等組成的混合物,燃燒(爆炸)時能產(chǎn)生聲、氣、光、色、煙等效果。黑火藥指用硝酸鉀、木炭、硫磺等物質(zhì)制成的煙火藥。燃放煙花后,類似以上提到的化學反應引發(fā)爆炸,而爆炸過程中所釋放出來的能量,絕大部分轉(zhuǎn)化成光能呈現(xiàn)在我們眼前。
下圖是噴射煙花最基本的構(gòu)造。發(fā)射時。點燃導火線(引信),升空到合適的高度后,里面的炸藥引爆炸開,將排列在其周圍的“星體”炸向四面八方。星體散發(fā)著各種光芒在空中擴散開來(上圖中因為有多層星體,所以煙花能呈現(xiàn)出多層花瓣)。
這些星體正是煙花個性演出的最大關鍵所在。其發(fā)光的方式多種多樣,有的一閃而過,有的留下光跡,有的變色發(fā)光,有的中途再次爆裂等。此外,它們噴射飛散的方式也有許多種:如直線飛行、劃著虛線飛行等等。將這些效果組合,能設計出不同的煙花。
煙花的構(gòu)造圖解
吊鉤 從這里串繩懸掛,裝入發(fā)射筒星體在空中綻放,是煙花的主要部件。調(diào)整星體的直徑和數(shù)量,可以得到不同大小的禮花圓環(huán),除此以外,分層填入星體用于控制發(fā)光時間的先后,
隔紙
外殼 也就是煙花的容器 以前是煙花制作師獨自用報紙等一層層粘貼而成的,現(xiàn)在是用印刷后的瓦楞紙批量生產(chǎn)的、
火藥 也稱為炸藥。用來點燃星體,炸破筒殼往四處飛濺。
引信 導火線。在發(fā)射的瞬間著火,燃燒一段時間后,在合適的高度點燃中心的炸藥。
煙花的神秘色彩
煙花所呈現(xiàn)出的五光十色和千姿百態(tài),主要是靠里面的星體,這其中又有著不少的秘密。首先是調(diào)配火藥。通常,星體是由助燃的氧化劑、燃燒的可燃劑和顯色的發(fā)色劑3種藥劑構(gòu)成,根據(jù)配比和成分的不同來改變顏色。比方說,菊形的禮花的星體里使用的火藥是由硝酸鉀、硫磺、木炭混合而成的黑色火藥。硫磺多,焰火會變得更亮;木炭多,燃燒速度變慢,就會留下光跡。
發(fā)色劑顯現(xiàn)出的顏色是運用了化學中熟為人知的焰色反應原理。所謂焰色反應,是指某些元素在高溫火焰中,會呈現(xiàn)出特有的顏色。
當火藥引爆燃燒達到了足夠的溫度時,發(fā)色劑中的不同物質(zhì)便會發(fā)出紅、藍、黃、紫等色光。實際上,組合了多種物質(zhì)、中途發(fā)光變色的“變色星”里,也就是在星體的內(nèi)側(cè)和外側(cè)使用了不同的發(fā)色劑。
燦爛之下的危險
煙花要飛得高、炸得開,效果才會好。所以,禮花彈中填充了大量用于發(fā)射以及爆炸的火藥,只有這樣才能達到好的表演效果。例如,一個直徑為20厘米的禮花彈在發(fā)射后,要上升到大概200米的高空才會爆炸開來,讓我們欣賞到五顏六色的星星點點。而這些星星點點覆蓋的半徑可以達到80米左右。
不要小看這些星星點點,它們的溫度可不低。在發(fā)光發(fā)亮時,它們的溫度能超過1000℃!正是在這樣的高溫下,禮花彈中填充的各種特制金屬材料才能吸收到足夠的能量,發(fā)出絢麗的光芒。正是因為不同的金屬原子在高溫下能夠放出不同顏色的光,我們才能看到顏色各異的焰火。
不過,焰色反應有一個很嚴重的缺點,就是通常需要高溫。所以。我們看到焰火晚會中的點點焰火,溫度都是非常高的。一般在工藝中,我們使用金屬可燃物來達到這樣的溫度,比如說鋁、鎂等。鋁燃燒時放出的熱量很多,甚至可以將鐵融化(熔點大約1500℃)。即使焰火的殘渣掉到地上時,內(nèi)部溫度也可以達到300℃,絕不是僅僅“有點燙”而已。所以,規(guī)定一個安全距離是非常重要