Fejerverkų spalvų chemija

Kas sukuria šias ryškias spalvas – ir už jo esantis mokslas

Steve Kelley, dar žinomas kaip mudpig / Getty Images

Fejerverkų spalvų kūrimas yra sudėtingas darbas, reikalaujantis nemažo meno ir fizinių mokslų taikymo. Išskyrus raketinius degalus ar specialiuosius efektus, šviesos taškai, išstumti iš fejerverkai , vadinamas „žvaigždėmis“, paprastai reikalauja deguonies gamintojo, kuro, rišiklio (kad viskas būtų ten, kur reikia) ir spalvų gamintojo. Yra du pagrindiniai fejerverkų spalvų gamybos mechanizmai, kaitinimas ir liuminescencija .

Kaitrinė

Kaitinimas yra šviesa, kurią gamina šiluma. Dėl karščio medžiaga įkaista ir švyti, iš pradžių skleidžiama infraraudonųjų spindulių, vėliau raudona, oranžinė, geltona ir balta šviesa, kai ji tampa vis karštesnė. Kai kontroliuojama fejerverko temperatūra, komponentų, tokių kaip anglis, švytėjimas gali būti manipuliuojamas, kad tinkamu laiku būtų norima spalva (temperatūra). Metalai, tokie kaip aliuminis, magnio , ir titanas, dega labai ryškiai ir yra naudingi didinant fejerverko temperatūrą.

Liuminescencija

Liuminescencija sukuriama šviesa naudojant energiją kitų šaltinių nei šiluma. Kartais liuminescencija vadinama „šalta šviesa“, nes ji gali atsirasti kambario temperatūra ir vėsesnė temperatūra. Kad būtų sukurta liuminescencija, energiją sugeria atomo ar molekulės elektronas, todėl jis sužadinamas, bet nestabilus. Energiją tiekia degančio fejerverko šiluma. Kai elektronas grįžta į žemesnės energijos būseną, energija išsiskiria fotono (šviesos) pavidalu. Energija iš fotonas nustato jo bangos ilgį arba spalvą

Kai kuriais atvejais druskos, reikalingos norimai spalvai gauti, yra nestabilios. Bario chloridas (žalias) yra nestabilus kambario temperatūroje, todėl baris turi būti derinamas su stabilesniu junginiu (pvz., chloruota guma). Šiuo atveju chloras išsiskiria pirotechninės kompozicijos degimo karštyje, kad susidarytų bario chloridas ir išgautų žalia spalva. Kita vertus, vario chloridas (mėlynas) yra nestabilus aukštoje temperatūroje, todėl fejerverkai negali per daug įkaisti, tačiau turi būti pakankamai ryškūs, kad būtų matomi.

Fejerverkų ingredientų kokybė

Grynoms spalvoms reikia grynų ingredientų. Net nedidelio natrio priemaišų kiekio (gelsvai oranžinės spalvos) pakanka, kad nustelbtų arba pakeistų kitas spalvas. Būtina kruopščiai paruošti, kad per daug dūmų ar likučių neužmaskuotų spalvos. Fejerverkų, kaip ir kitų dalykų, kaina dažnai yra susijusi su kokybe. Gamintojo įgūdžiai ir fejerverko pagaminimo data daro didelę įtaką galutiniam ekranui (arba jo nebuvimui).

Fejerverkų dažų lentelė

Spalva	Junginys
Raudona	stroncio druskos, ličio druskos ličio karbonatas, LiduCO3= raudona stroncio karbonatas, SrCO3= ryškiai raudona
Oranžinė	kalcio druskos kalcio chloridas, CaCldu kalcio sulfatas, CaSO4 · xHduO, kur x = 0,2,3,5
Auksas	geležies (su anglimi), anglies ar lempos kaitinimo deginimas
Geltona	natrio junginiai natrio nitratas, NaNO3 kriolitas, Na3AlF6
Elektrinis baltas	baltai įkaitęs metalas, pvz., magnis arba aliuminis bario oksidas, BaO
Žalias	bario junginiai + chloro gamintojas bario chloridas, BaCl+= ryškiai žalia
Mėlyna	vario junginiai + chloro gamintojas vario acetoarsenitas (Paris Green), Cu3KaipduO3GegutėduH3Odu)du= mėlyna vario (I) chloridas, CuCl = turkio mėlyna
Violetinė	stroncio (raudona) ir vario (mėlyna) junginių mišinys
sidabras	deginant aliuminio, titano ar magnio miltelius ar dribsnius

Įvykių seka

Vien į sprogstamąjį užtaisą įdėjus chemikalų dažančias medžiagas, būtų sukurtas nepatenkinantis fejerverkas! Vyksta įvykių seka, vedanti į gražų, spalvingą ekraną. Uždegus saugiklį, užsidega kėlimo užtaisas, kuris fejerverką iškelia į dangų. Kėlimo užtaisas gali būti juodi milteliai arba vienas iš šiuolaikinių propelentų. Šis krūvis dega uždaroje erdvėje, stumdamasis į viršų, kai karštos dujos išleidžiamos pro siaurą angą.

Saugiklis ir toliau dega, kol pasiekia korpuso vidų. Korpusas yra supakuotas su žvaigždutėmis, kuriose yra paketų metalo druskos ir degiosios medžiagos. Kai saugiklis pasiekia žvaigždę, fejerverkas yra aukštai virš minios. Žvaigždė pučiasi, sudarydama žėrinčias spalvas dėl kaitrinės šilumos ir emisijos liuminescencijos derinio.