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本書共12章,主要內容包括煙花爆竹歷史、文化、科學與發展創新;煙花爆竹定義及名詞術語與分類分級;煙花爆竹煙火化學原理;煙花爆竹煙火藥的組成原理;煙花爆竹煙火藥配方設計與計算原理;煙花爆竹用黑火藥及配方設計與制備原理;煙花爆竹效果件效應原理與效果藥配方設計;煙花爆竹煙火藥的制備原理;煙花爆竹煙火藥的一般性能與分析測試原理;煙花爆竹制品制作原理;煙花爆竹藝術燃放原理;煙花爆竹安全與環保原理。
本書可供煙花爆竹工程技術人員和高等院校特種能源工程與煙火技術專業學生作學習教材,亦作兵器科學與技術、軍事化學與煙火技術以及含能材料、應用化學研究生專業課選修教材,并可供煙花爆竹科研、生產、銷售、燃放和管理人員作為專業參考書。
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《煙花爆竹原理》編輯推薦:《煙花爆竹原理》為促進煙花爆竹文化與科學的發展,實現民族復興的“中國夢”,潘功配發等冒昧撰寫《煙花爆竹原理》,意在解決煙花爆竹專業教材的缺乏,拋磚引玉,也試圖為煙花爆竹理論水平提高力盡所能。
目次
第1章緒論
1.1煙花爆竹的歷史
1.1.1煙花爆竹名稱的出現與發展歷程
1.1.2黑火藥的發明與煙花爆竹的發展
1.1.3氯酸鉀的出現與煙花爆竹五彩繽紛的新時代
1.2煙花爆竹的文化
1.2.1為什么說煙花爆竹是文化?
1.2.2中國煙花爆竹文化的獨特特性
1.2.3中國人祖先視煙花爆竹為文化
1.3煙花爆竹的科學
1.3.1煙花爆竹是科學
1.3.2煙花爆竹發展擅長于融合科學
1.3.3固體化學是煙花爆竹科學理論基礎
1.4中國煙花爆竹的發展與創新
1.4.1藥劑配方技術的發展與創新
1.4.2制造技術的發展與創新
1.4.3產品技術的發展與創新
1.4.4燃放技術的發展與創新
1.4.5環保煙花爆竹技術研究的發展與創新
第2章 煙花爆竹名詞術語與分類分級
2.1煙花爆竹的定義
2.2煙花爆竹通用術語及定義
2.3煙花爆竹產品的分類與分級
2.3.1煙花爆竹產品的分類
2.3.2煙花爆竹產品的分級
2.4煙花爆竹消費產品類別與最大允許藥量
2.4.1專業燃放消費類產品類別與最大允許藥量
2.4.2個人燃放消費類產品類別與最大允許藥量
2.5舞臺焰火的分類與分級
第3章煙花爆竹煙火化學反應原理
3.1煙火化學概述
3.1.1煙火化學的元素化學概念
3.1.2煙火化學反應的機制及其反應方程式的平衡
3.1.3煙火化學的熱化學
3.1.4煙火化學的熱力學
3.1.5煙火化學反應速率與活化能
3.2燃燒與爆炸的基本概念
3.2.1燃燒
3.2.2爆炸
3.2.3燃燒與爆炸的區別
3.3煙花爆竹煙火藥的燃燒化學反應
3.3.1煙花爆竹煙火藥的燃燒形態
3.2.2煙花爆竹煙火藥的燃燒火焰結構
3.3.3含金屬粉的煙花爆竹煙火藥的金屬粉燃燒特性
3.4煙花爆竹煙火藥的爆炸化學反應
3.4.1化學爆炸的概念
3.4.2煙花爆竹煙火藥的爆炸化學反應過程及其理論
3.4.3煙花爆竹煙火藥的爆炸化學反應性能
3.5煙花爆竹煙火藥的固體化學反應原理
3.5.1煙火藥的固體化學反應的概念
3.5.2S—KClO3混合物固相反應機理
3.5.3固相反應基本原理
第4章煙花爆竹煙火藥的組成原理
4.1煙花爆竹煙火藥劑的組成
4.1.1煙花爆竹煙火藥劑的組成成分
4.1.2煙花爆竹煙火藥劑組成成分的功能作用
4.1.3煙花爆竹煙火藥劑的特點
4.2煙花爆竹藥劑主要組成成分的性質與要求
4.2.1氧化劑
4.2.2可燃劑
4.2.3粘合劑
4.2.4功能添加劑
4.3煙花爆竹煙火藥劑組成成分的原材料性能
4.3.1常用的氧化劑原材料及其性能
4.3.2常用的可燃劑原材料及其性能
4.3.3常用的粘合劑原材料及其性能
4.3.4火焰著色及焰色增強劑原材料及其性能
4.3.5主要功能添加劑原材料及其性能
4.3.6笛音劑材料及其性能
4.3.7原料煙火藥(黑火藥、硝化棉)材料及其性能
4.3.8主要彩色煙霧劑原材料及其性能
第5章煙花爆竹煙火藥配方設計與計算原理
5.1煙花爆竹煙火藥的配方設計原理
5.1.1煙花爆竹煙火藥的配方設計原則
5.1.2煙花爆竹煙火藥的配方組分設計
5.1.3煙花爆竹的光效應機理與配方設計
5.1.4煙花爆竹有色光的顏色效應機理與配方設計
5.1.5煙花爆竹的聲效應機理與配方設計
5.1.6煙花爆竹的煙效應機理與配方設計
5.2典型煙花爆竹煙火藥的配方設計
5.2.1硝酸鉀十炭粉十硫磺系列類的配方設計
5.2.2硝酸鉀十硫磺十三硫化銻系列類的配方設計
5.2.3硝酸鉀十鋁粉十三硫化銻系列類的配方設計
5.2.4硝酸鋇十鋁粉十三硫化銻系列類的配方設計
5.2.5硝酸鋇十鎂粉十石蠟系列類的配方設計
5.2.6高氯酸鉀十炭十硫磺系列類的配方設計
5.2.7高氯酸鉀十鋁粉十硫磺(三硫化銻)系列類的配方設計
5.3煙花爆竹煙火藥的配方計算原理
5.3.1煙火藥的氧平衡及其計算
5.3.2煙火藥燃燒反應方程式的建立
5.3.3零氧平衡藥劑的配方計算
5.3.4含氯或含氟化合物藥劑的配方計算
5.3.5負氧平衡的計算
第6章煙花爆竹用黑火藥及配方設計與制備原理
6.1黑火藥的性質
6.1.1黑火藥的配方組分及其在藥劑中的功能
6.1.2黑火藥的物理化學性質
6.1.3黑火藥的燃燒與爆炸性質
6.2黑火藥在煙花爆竹中的應用
6.2.1黑火藥在煙花爆竹中的作用
6.2.2黑火藥在煙花爆竹中應用的技術要求及檢驗
6.2.3黑火藥在煙花爆竹中應用實例及配方
6.3煙花爆竹用黑火藥的配方設計與計算
6.3.1不同配比的黑火藥性能參數等高線
6.3.2不同配比黑火藥熱力學及能量參數計算結果
6.3.3黑火藥的配方選擇
6.4煙花爆竹用黑火藥的制備原理
6.4.1制備方法
6.4.2制備工藝
6.4.3球磨機制備黑火藥工藝的技術關鍵
第7章煙花爆竹效果件效應原理與效果藥配方設計
7.1聲響效果件效應原理與配方設計
7.1.1聲響效果件的效果藥效應原理
7.1.2聲響效果藥劑的配方設計
7.2有色火焰發光效果件效應原理與配方設計
7.2.1有色火焰發光效果件的效果藥效應原理
7.2.2有色火焰發光效果藥劑的配方設計
7.3有色閃爍效果件效應原理與配方設計
7.3.1有色閃爍效果件的效果藥效應原理
7.3.2有色閃爍效果藥劑的配方設計
7.4有色噴波(火花)效果件效應原理與配方設計
7.4.1有色噴波(火花)效果件的效果藥效應原理
7.4.2有色噴波(火花)效果藥劑的配方設計
7.5白色火焰效果件效應原理與配方設計
7.5.1白色火焰效果件的效果藥效應原理
7.5.2白色火焰效果藥劑的配方設計
7.6氣動效果件效應原理與配方設計
7.6.1氣動效果件的效果藥效應原理
7.6.2氣動效果藥劑的配方設計
7.7引燃效果件效應原理與配方設計
7.7.1引燃效果件的效果藥效應原理
7.7.2引燃效果藥劑的配方設計
7.8有色發煙效果件效應原理與配方設計
7.8.1有色發煙效果件的效果藥效應原理
7.8.2有色發煙效果藥劑的配方設計
7.9特殊用途效果件效應原理與配方設計
7.9.1特殊用途效果件的效果藥效應原理
7.9.2特殊用途效果藥劑的配方設計
……
第8章 煙花爆竹煙火藥的制備原理
第9章 煙花爆竹煙火藥的一般性能與分析測試原理
第10章 煙花爆竹制品制作原理
第11章 煙花爆竹藝術燃放原理
第12章 煙花爆竹安全與環保原理
附表
參考文獻
1.1煙花爆竹的歷史
1.1.1煙花爆竹名稱的出現與發展歷程
1.1.2黑火藥的發明與煙花爆竹的發展
1.1.3氯酸鉀的出現與煙花爆竹五彩繽紛的新時代
1.2煙花爆竹的文化
1.2.1為什么說煙花爆竹是文化?
1.2.2中國煙花爆竹文化的獨特特性
1.2.3中國人祖先視煙花爆竹為文化
1.3煙花爆竹的科學
1.3.1煙花爆竹是科學
1.3.2煙花爆竹發展擅長于融合科學
1.3.3固體化學是煙花爆竹科學理論基礎
1.4中國煙花爆竹的發展與創新
1.4.1藥劑配方技術的發展與創新
1.4.2制造技術的發展與創新
1.4.3產品技術的發展與創新
1.4.4燃放技術的發展與創新
1.4.5環保煙花爆竹技術研究的發展與創新
第2章 煙花爆竹名詞術語與分類分級
2.1煙花爆竹的定義
2.2煙花爆竹通用術語及定義
2.3煙花爆竹產品的分類與分級
2.3.1煙花爆竹產品的分類
2.3.2煙花爆竹產品的分級
2.4煙花爆竹消費產品類別與最大允許藥量
2.4.1專業燃放消費類產品類別與最大允許藥量
2.4.2個人燃放消費類產品類別與最大允許藥量
2.5舞臺焰火的分類與分級
第3章煙花爆竹煙火化學反應原理
3.1煙火化學概述
3.1.1煙火化學的元素化學概念
3.1.2煙火化學反應的機制及其反應方程式的平衡
3.1.3煙火化學的熱化學
3.1.4煙火化學的熱力學
3.1.5煙火化學反應速率與活化能
3.2燃燒與爆炸的基本概念
3.2.1燃燒
3.2.2爆炸
3.2.3燃燒與爆炸的區別
3.3煙花爆竹煙火藥的燃燒化學反應
3.3.1煙花爆竹煙火藥的燃燒形態
3.2.2煙花爆竹煙火藥的燃燒火焰結構
3.3.3含金屬粉的煙花爆竹煙火藥的金屬粉燃燒特性
3.4煙花爆竹煙火藥的爆炸化學反應
3.4.1化學爆炸的概念
3.4.2煙花爆竹煙火藥的爆炸化學反應過程及其理論
3.4.3煙花爆竹煙火藥的爆炸化學反應性能
3.5煙花爆竹煙火藥的固體化學反應原理
3.5.1煙火藥的固體化學反應的概念
3.5.2S—KClO3混合物固相反應機理
3.5.3固相反應基本原理
第4章煙花爆竹煙火藥的組成原理
4.1煙花爆竹煙火藥劑的組成
4.1.1煙花爆竹煙火藥劑的組成成分
4.1.2煙花爆竹煙火藥劑組成成分的功能作用
4.1.3煙花爆竹煙火藥劑的特點
4.2煙花爆竹藥劑主要組成成分的性質與要求
4.2.1氧化劑
4.2.2可燃劑
4.2.3粘合劑
4.2.4功能添加劑
4.3煙花爆竹煙火藥劑組成成分的原材料性能
4.3.1常用的氧化劑原材料及其性能
4.3.2常用的可燃劑原材料及其性能
4.3.3常用的粘合劑原材料及其性能
4.3.4火焰著色及焰色增強劑原材料及其性能
4.3.5主要功能添加劑原材料及其性能
4.3.6笛音劑材料及其性能
4.3.7原料煙火藥(黑火藥、硝化棉)材料及其性能
4.3.8主要彩色煙霧劑原材料及其性能
第5章煙花爆竹煙火藥配方設計與計算原理
5.1煙花爆竹煙火藥的配方設計原理
5.1.1煙花爆竹煙火藥的配方設計原則
5.1.2煙花爆竹煙火藥的配方組分設計
5.1.3煙花爆竹的光效應機理與配方設計
5.1.4煙花爆竹有色光的顏色效應機理與配方設計
5.1.5煙花爆竹的聲效應機理與配方設計
5.1.6煙花爆竹的煙效應機理與配方設計
5.2典型煙花爆竹煙火藥的配方設計
5.2.1硝酸鉀十炭粉十硫磺系列類的配方設計
5.2.2硝酸鉀十硫磺十三硫化銻系列類的配方設計
5.2.3硝酸鉀十鋁粉十三硫化銻系列類的配方設計
5.2.4硝酸鋇十鋁粉十三硫化銻系列類的配方設計
5.2.5硝酸鋇十鎂粉十石蠟系列類的配方設計
5.2.6高氯酸鉀十炭十硫磺系列類的配方設計
5.2.7高氯酸鉀十鋁粉十硫磺(三硫化銻)系列類的配方設計
5.3煙花爆竹煙火藥的配方計算原理
5.3.1煙火藥的氧平衡及其計算
5.3.2煙火藥燃燒反應方程式的建立
5.3.3零氧平衡藥劑的配方計算
5.3.4含氯或含氟化合物藥劑的配方計算
5.3.5負氧平衡的計算
第6章煙花爆竹用黑火藥及配方設計與制備原理
6.1黑火藥的性質
6.1.1黑火藥的配方組分及其在藥劑中的功能
6.1.2黑火藥的物理化學性質
6.1.3黑火藥的燃燒與爆炸性質
6.2黑火藥在煙花爆竹中的應用
6.2.1黑火藥在煙花爆竹中的作用
6.2.2黑火藥在煙花爆竹中應用的技術要求及檢驗
6.2.3黑火藥在煙花爆竹中應用實例及配方
6.3煙花爆竹用黑火藥的配方設計與計算
6.3.1不同配比的黑火藥性能參數等高線
6.3.2不同配比黑火藥熱力學及能量參數計算結果
6.3.3黑火藥的配方選擇
6.4煙花爆竹用黑火藥的制備原理
6.4.1制備方法
6.4.2制備工藝
6.4.3球磨機制備黑火藥工藝的技術關鍵
第7章煙花爆竹效果件效應原理與效果藥配方設計
7.1聲響效果件效應原理與配方設計
7.1.1聲響效果件的效果藥效應原理
7.1.2聲響效果藥劑的配方設計
7.2有色火焰發光效果件效應原理與配方設計
7.2.1有色火焰發光效果件的效果藥效應原理
7.2.2有色火焰發光效果藥劑的配方設計
7.3有色閃爍效果件效應原理與配方設計
7.3.1有色閃爍效果件的效果藥效應原理
7.3.2有色閃爍效果藥劑的配方設計
7.4有色噴波(火花)效果件效應原理與配方設計
7.4.1有色噴波(火花)效果件的效果藥效應原理
7.4.2有色噴波(火花)效果藥劑的配方設計
7.5白色火焰效果件效應原理與配方設計
7.5.1白色火焰效果件的效果藥效應原理
7.5.2白色火焰效果藥劑的配方設計
7.6氣動效果件效應原理與配方設計
7.6.1氣動效果件的效果藥效應原理
7.6.2氣動效果藥劑的配方設計
7.7引燃效果件效應原理與配方設計
7.7.1引燃效果件的效果藥效應原理
7.7.2引燃效果藥劑的配方設計
7.8有色發煙效果件效應原理與配方設計
7.8.1有色發煙效果件的效果藥效應原理
7.8.2有色發煙效果藥劑的配方設計
7.9特殊用途效果件效應原理與配方設計
7.9.1特殊用途效果件的效果藥效應原理
7.9.2特殊用途效果藥劑的配方設計
……
第8章 煙花爆竹煙火藥的制備原理
第9章 煙花爆竹煙火藥的一般性能與分析測試原理
第10章 煙花爆竹制品制作原理
第11章 煙花爆竹藝術燃放原理
第12章 煙花爆竹安全與環保原理
附表
參考文獻
書摘/試閱
12.氯化石蠟 (C24 H29Cl21)
氯化石蠟是石蠟經氯化而制得,為石蠟烴的氯化衍生物,具有低揮發性、阻燃、電絕緣性良好、價廉等優點。按含氯量可分為42%、48%、50%~52%、65%~70%四種。前三者為淡黃色粘稠液體,后者為黃色粘稠液體。
在煙花爆竹藥劑中,氯化石蠟能增強藥劑燃燒時火焰的焰色。
13.氯化橡膠 (CNR)
氯化橡膠(CNR)是由天然橡膠或合成橡膠經氯化改性后得到的橡膠衍生物,為白色粉末或片狀、纖維狀物,無味或有輕度異味、無毒,平均相對分子質量為5000~20000,吸水率為0.1%~0.3%,熱穩定溫度為130℃,可溶于芳香烴、酯類、酮類、醚類、動植物油及氯化烴溶液中,但不溶于脂肪烴、醇類和水。
在煙花爆竹藥劑中,氯化橡膠能增強藥劑燃燒時火焰的焰色。
14.氯化聚乙烯 (CPE或CM) (CH2—CHCl—CH2—CH2)。
氯化聚乙烯(CPE)為飽和高分子材料,外觀為白色粉末,無毒無味,具有優良的耐侯性、耐臭氧、耐化學藥品及耐老化性能,具有良好的耐油性、阻燃性及著色性能。氯化聚乙烯韌性良好(在—30℃仍有柔韌性),具有良好的相容性,分解溫度較高,分解時產生出的HCl能催化CPE的脫氯反應。
在煙花爆竹藥劑中,氯化聚乙烯能增強藥劑燃燒時火焰的焰色。
15.六氯代苯(Hexachlorobenzene) C6Cl6
六氯代苯,又名六氯苯,俗名黑穗藥,純品為白色針狀體,工業品為淺黃色或棕色晶體,密度2.044 g/cm3,熔點220℃,沸點309℃,不溶于水和醇,溶于乙醚、二氯甲烷和苯等有機溶劑。在高溫下和在堿性溶液中能分解。
六氯代苯在煙火藥中是提供氯載體,以使有色光顏色加深。六氯代苯具有毒性,目前已逐步被聚氯乙烯替代,在煙火生產中已將其列為禁用藥物。
4.3.5主要功能添加劑原材料及其性能
主要功能添加劑是指阻燃劑、鈍化劑、防潮劑和特殊用途的藥劑。
1.石蠟(Paraffin) C18 H34~C36 H74
石蠟,別名礦蠟、白蠟,為直鏈狀烷屬烴。純石蠟為白色,含雜質的為黃色,無臭無味,常溫下為固體,受熱熔化,可燃燒,密度0.88 g/cm3~0.915 g/cm3。熔點50℃~70℃,不溶于水,能溶于汽油及苯中,熔點愈高,溶解度愈小。
石蠟在煙火藥劑中能起到鈍感、防潮作用,能促進藥劑中的鋁粉、鎂粉、鎂鋁合金粉等金屬粉抗氧化、降低吸濕性。
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