二、煙火組成

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大綱
一、煙火的結構
二、煙火組成與其化學
三、煙火的流變
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一、煙火彈的結構
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三尺玉
• 直徑約90公分
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四尺玉
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四尺玉
• 直徑約120公分
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發射現場
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煙火控制發射器
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煙火形狀
• 透過光珠排列來控制
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二、煙火組成
• 氧化劑
常為含氧量大的無機鹽類,ex:
-
-
-
NO3 、ClO3 、ClO4 、CrO4
-
• 燃劑(還原劑)
有機:木炭、澱粉、PVC
無機:鎂、鋁、鋅
硫、磷
PVC(聚氯乙烯)
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燃燒反應
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二、煙火組成
• 催化劑與抑制劑
催化劑:降低煙火燃燒時所需分解的溫度
EX:Co2O5、Cr2O3、MnO2 (占0.001~0.1%)
抑制劑:減緩燃燒的速度
EX:碳酸鹽類(CaCO3)
CaCO3
CaO + CO2
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其他煙火組成
• 發色劑
燃燒鹼金屬或鹼土金屬而放出該金屬特有
的焰色
2+
銅鹽(Cu )+
氯化物
2+
鋇鹽(Ba )
2+
鍶鹽(Sr )
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+
鉀鹽(K )
+
鈉鹽(Na )
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其他煙火組成
• 顯色劑
使銅鹽或其它鹽類的焰色更鮮豔,一般為氯
化物
EX:PVC、六氯苯(禁用)、甘汞(停用)
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其他煙火組成
• 推出藥
主要為黑火藥,附在彈上,並密封,只留一
小孔,當點燃時,會釋出大量氣體,將煙火
彈推高100~200m。
16KNO3+6S+13C
5K2SO4+2K2CO3+K2S+8N2+11CO2
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其他煙火組成
• 導火索
導火索的品質最重要的要求是燃速要均勻,
約1.5 秒/公分。若燃速不均,易造成危險。
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三、煙火的流變
狼煙
火箭 黑火藥
• 古代帝王為求長生不老,而在
• 公元前八世紀,周朝
• 公元227年,三國
煉丹時發現
• 實例:火燒赤壁
• 用於軍事訊號
• 實例:褒姒的故事
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古代黑火藥成分
硫磺二兩
硝石二兩
硫磺二兩
硝石二兩
馬兜鈴三錢半
一(斤)硝
二(兩)磺
三(兩)木炭
75:11:14
現今組成:硝石:硫磺:木炭= 75:10:15
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煙火發展
• 黑火藥於13世紀經絲路傳路阿拉伯及歐洲
• 1786法國化學家Berthollet發現過氯酸鉀。
KClO4
• 19世紀後期,電解法出現,開始製造鎂
(Mg)、鋁(Al) 、鍶(Sr) 、鋇(Ba)、銅(Cu)等
化合物,大幅增添煙火色彩。
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煙火藥配方的研究
• 67種可燃劑和60種氧化劑:
配成二元混合物 4000 種,
或三元混合物分別有 25000 種。
以一星期試驗一種混和配方來算,
二元混合物約需 80 年,
三元混合物約需 500 年以上。
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