大多数的烟火药是用点火的方式来激发其作用的，只有极少数的情况下才用爆炸等方式来引发作用。因此，为了选择适当的烟火药剂，以保证烟火药的可靠点火与生产、使用、运输、贮存等安全这对矛盾的统一性，就需要研究烟火药剂对热能敏感的难易程度，将烟火药剂用高温加热或用直接与火焰、火花和高温赤热物体等接触形式的刺激进行表征，即进行烟火药剂的热感度试验。
烟火药的热感度包括火焰感度和加热感度两种。烟火药在均匀加热作用下发火的原理与炸药爆炸相同，即烟火药加热至某一温度时，由于自身化学反应而放热，当放热量大于热损失量时，则产生热积累，促使反应加速，最终导致发火。烟火药在火焰作用下，能使药剂局部温度升高而发火，从而引起周围甚至全部药剂燃烧。
3.6.2.1 火焰感度测定
火焰感度所反映的是在一定面积的试样表面，受到瞬时很高温度和压力的火焰及质点作用后，发生燃烧或爆炸的难易程度。就一般条件下的规律而言，发火点较低的药剂，其火焰感度较敏感。但是发火点主要与药剂的组成成分有关，火焰感度不仅取决于药剂的组成成分，还与药剂的粒度、密度等工艺因素关系密切。目前人们为了获得不同用途的火工烟火药剂，除了选择不同组成，还通过改变药剂的粒度和密度来调整药剂的火焰感度。因此，测定不同组分、不同工艺条件下的药剂火焰感度，用于评价药剂的性能优劣具有重要的实际意义。
一、国内外火焰感度试验概况
1.国内火焰感度试验。目前国内火焰感度试验的原理基本相同，只是火焰源的形式不同，主要有黑火药柱火焰源、导火索火焰源和黑火药粉火焰源三种。用黑火药柱作火焰源的试验方法有GJB 770B—2005火药试验方法604.1火焰感度黑火药法、GJB 5891.25—2006火工品药剂试验方法第25部分、火焰感度试验和QB/T 1941.6—1994烟花爆竹药剂火焰感度测定。用导火索作火焰源的试验方法有GJB 770B—2005火药试验方法604.2火焰感度导火索法、GJB 5383.6—2005烟火药感度和安定性试验方法第6部分和火焰感度试验导火索法。用黑火药粉作火焰源的试验方法有GJB 5383.5—2005烟火药感度和安定性试验方法第5部分和火焰感度试验导向管法（黑火药粉作火焰源）。
2.国外火焰感度试验（耐热感度试验）。在第八届国际应用化学会议上制定的国际火焰感度试验有导火索试验、赤热铁锅试验和赤热铁棒试验三项。前两项试验用于测试发火性能，后一项用于测试试样的耐热性能。联邦德国联邦材料试验所除了使用上述试验外，还增加了铈铁火花试验和小气体火焰试验。
导火索试验：取粉状炸药试样3 g置于直径2 cm的短玻璃试管中，试样在管中呈水平状，在试样表面插入一条长5 cm的缓燃导火索（燃速1 cm/s）。试样如果发火，则为易燃炸药；如果不发火，则进行赤热铁锅试验。
联邦德国联邦材料试验所的导火索试验方法：用夹子夹住一段5 cm长的导火索，导火索端头离试样约5 cm，试验5次，观察试样是否发火。
赤热铁锅试验：将直径12 cm、壁厚1 mm的半球形铁锅加热至赤热状态（700～900℃），投入0.5 g以下的试样。如未发生爆炸，逐步增加试样（一般每次递增量为0.5 g）连续试验，直至达到5 g。用5 g试样重复试验3次。观察试验燃烧的形式，并记录投入试样到火焰熄灭的时间。联邦德国联邦材料试验所规定，最初投入少量试样，如不发火，再投入5 mL粉状试样，记录是否发火、延迟发火及燃烧持续时间、燃烧经过和有无残渣等。最后做3次试验，记录从发火到火焰消失的最短燃烧时间。
赤热铁棒试验：将约100 g试样放在石棉板上，用一个加热至赤热状态（约900℃）的铁棒（直径15 mm、长120 mm）插在试样中，观察试样是否发火和爆炸、取掉铁棒后是否继续燃烧。联邦德国联邦材料试验所采用直径5 mm，加热至约800℃的钢棒进行试验，和试样接触时间最长10 s。试验结果分为不发火、发火后又熄灭、立即发火并燃尽、燃烧发出明亮火焰、发烟燃烧、爆燃、爆轰、无火焰发烟等。
小气体火焰试验：用本生灯喷出的煤气火焰或丙烷气火焰（火焰长20 mm、宽5 mm）的前端接触试样，接触时间不超过10 s，观察是否发火。
火焰摆试验：对易发火试样采用火焰摆试验方法，即将试样以一定摆角（最大45°）摆下后，通过一个固定的火焰。测出两次试验中3次发火（试样一次通过）的角度。也可通过多次试验测出试样发火时所需穿过火焰次数的平均数。
以上火焰感度试验都是在开放条件下进行的，因为炸药类物质点火和燃烧性受压力的影响很大，所以，如果在密闭条件下，试验将会得到明显不同的结果。
二、火焰感度测定原理
在烟火药剂的实际使用过程中，火焰作用的传火过程是比较直观的。例如烟花的传火可以简单地表示为：
烟火药火焰感度的测定，其基本原理可以说是对以上传火序列的模拟。截至目前，几十年来火工品及其药剂的试验感度测定都遵循这样的试验原理。但在试验工艺因素方面，通过不断研究、改进，已有了很大的发展。
点火源曾经使用过火柴、香头等，由于它们不能提供均匀一致的高温条件，影响后一级传火效果，后来被电热丝取代。
火焰感度试验的火焰源，相当于烟花传火序列中的传火线。过去使用的传火线有导火索、黑火药点火管、黑火药柱等。现在已经被通用的标准黑火药柱代替。
被试烟火剂样品一般是装入一个金属试样盂中。对于火工品药剂试样，规定要在一定的压力下压紧。对于火药和烟火剂，由于实际使用对药剂的造粒和成型要求差别较大，不可能像火工品药剂那样制备试样，而需要根据不同情况另加规定。根据以上介绍就可知道目前火焰感度测定的传火序列为：
点火件（电热丝）—火焰源（标准黑火药柱）—被试样品
火焰感度试验原理：用定量黑火药燃烧的火焰作为热冲能，该能量可以使烟火药发火或瞎火的距离则为被测药剂火焰感度的上限和下限。使烟火药96%～100%发火时，点火药面至被试烟火药表面间的最大距离称为感度上限，它表征烟火药的发火能力；使烟火药96%～100%瞎火时，点火药面至被试烟火药表面间的最小距离称为感度下限，它表征烟火药在制造和使用过程中的安全性能。
火焰感度通过火焰感度测定仪进行测试，其装置如图3.8所示。试验步骤如下：
①称取0.1 g军用小粒黑火药（2号），放入上引燃装置中。
②将被试烟火药放入下引燃装置中。
图3.8 火焰感度测试装置
1—引燃装置；2—发火机构；3—导管；4—下引燃装置(www.xing528.com)
④用发火机构点燃黑火药，观察烟火药能否被点燃。
在预计高度上，按上述方法做6次试验，若其中有两次以上瞎火，应缩短上、下引燃装置间距离，更换较短的导管；若6次试验中全部发火，则增大上、下引燃装置间距离，更换较长的导管，每次调整的距离以20 mm为宜，在6次试验全部发火时对应的最大长度条件下，再继续做19次。在总数为25次的试验中，全部发火或瞎火的次数不高于1次时，可以认为该距离是烟火药的感度上限值，感度下限值的测定方法同上，测出96%～100%瞎火时的最小距离。
3.6.2.2 加热感度测定
烟火药的加热感度用发火点来表示，发火点是烟火药自加热起在5 min内发火的最低温度。烟火药的发火点通常在伍德合金浴中进行测定，其装置如图3.9所示。测定试验步骤如下：
图3.9 烟火药发火点测定装置
1—接热电偶；2—试样管；3—接变压器；4—铜块；5—加热单元；6—伍德合金浴；7—温度计
①将电炉升温至预定温度。
②称取0.5 g烟火药放入装药小皿中，装药的小皿用小皿夹持器吊挂在电炉内。
③记录感应时间。
在每一选定温度下做10次试验，求出平均感应时间，直至得出5 min发火的最低温度即为烟火药的发火点。
3.6.2.3 静电感度测定
烟火药在生产、处理和运送过程中的很多偶然爆炸事故是由静电放电造成的。自1942年这种静电危害问题被认识以来，各国对此做了大量研究，研究内容主要包括两个方面：一是静电危害源的模拟和消除；二是定性或定量测量炸药和起爆药由静电火花（或电弧）起爆的难易程度，即静电感度。现在，静电感度已经成为起爆药最重要的性能参数之一，它提供了火炸药在生产、处理过程中有关危险性的重要量度。目前一般以试验测定的静电激发火炸药爆轰或爆燃所需的阈值能量（最小能量）来表示起爆药的静电感度。
通常将烟火药在静电火花作用下引起燃烧或爆炸的难易程度称为烟火药的静电感度。
在混制和压制烟火药的过程中，由于烟火药颗粒间或药粒与设备间的摩擦均会产生静电，随着药量的增大和摩擦次数的增多，静电积累增多。当带电药剂与其他接地物体或电位差很大的带电体接近时，由于放电产生火花，往往药剂会发火燃烧乃至爆炸。一般静电电压达到300 V时，放电产生的火花就能够把烟火药或汽油点燃。
人体可以带相当高的静电，据测定，一个身着化纤织品，脚穿塑料底鞋运动的人，静电压达1.5×105 V；骑自行车的人，静电压达5 000 V；如果一个人身带静电压9 000 V，就相当于30 mJ的能量，用来引爆一般雷管（只需2～10 mJ）是绰绰有余。由此可知为什么有时候操作人员刚接触而尚未触及某危险品时，意外的事故突然发生了。
静电引起火工药剂或电火工品的意外起爆，是由于火工药剂或电火工品受到一定能量的静电火花作用。因此，火工药剂和电火工品的静电感度可以用充电至一定电压的电容器对试样放电的模拟方法进行测试和评定。
药剂静电感度试验时，将试样放在放电回路的针-板电极间隙之间，电容放电时，将在针-板电极间隙之间产生放电火花并作用于被试样品。目前烟火药的静电感度主要用JGY-50型静电感度仪测定，其原理如图3.10所示。将交流电变为直流电充入电容器内，根据不同条件使电容器两极间放电，烟火药置于两放电电极之间，观察是否因放电引起燃烧或爆炸，测定结果以引起烟火药燃烧或爆炸的最小能量E表示：
式中，E——放电能量，J；
C——电容器电容，F；
U——电压，V。
图3.10 静电感度测定原理图
1—直流高压电源；2—极针；3—试样；4—击柱
思考题：
1.影响烟火药吸湿性大小的因素有哪些？可以采取什么措施予以控制？
2.为何含有KClO3的烟火药药剂比较敏感？
3.在其他条件都相同的前提下，为什么以Ba（NO3）2为氧化剂的烟火药在长贮过程中发生化学变化的烟火药的量最少？
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