烟火药的燃烧机理分析

烟火药燃烧时，其燃烧过程大致可分为三个阶段。

一、初始阶段

在燃烧初始阶段，烟火药反应刚刚开始，主要表现为燃速慢、火焰短、光度弱。其原因主要有以下四个方面。

（1）药剂底温不高。烟火药刚被涂在表面层的传火药点燃，燃烧时间较短，不可能将底温提得很高。

（2）药剂所受压力不足。在此阶段，火焰本身尚处于初始状态，没有生成足够的气态产物，药剂所受压力不大，对下层药剂的渗透力较低。

（3）药剂内固相吸热量与气相放热量的比值大。烟火药的燃烧是物质吸热、放热及导热的物化综合过程，其中固相是吸热的（所谓达到分解温度），气相是放热的。也可以说，其燃烧过程是从固相分解开始至气相火焰熄灭为止。例如，硝酸钾加热到400℃时开始分解，这种加热热量的提供，除了起初外界“点火源”之外，其余都要从气相放出的热量中获得。在燃烧初始阶段，固相分解出的气相并不多，相对来说，固相吸热量与气相放热量的比值较以后火越烧越旺时的比值要大。

（4）药剂分解和重新组合反应仅在小范围内进行。包括黏结剂在内的所有药剂几乎都是以固相存在的，尽管各反应物经过研磨、搅拌，被压成一个整体，但它们之间仍然是以微粒或晶体的棱角接触的，不可避免地存在着大量空隙，两种或数种物质之间尚未达到大面积接触状态的结合，因此分解和重新组合反应仅在小范围进行。

二、剧烈化学反应阶段(www.xing528.com)

此阶段的特点是燃烧快、火焰长、光度强。这表现在以下三个方面。

（1）药剂底温已迅速提高，下层尚未参加反应的微粒、分子、元素呈活跃状态。

（2）气相压力高。燃烧时气、固相产物迅速增加，并由于壳体的限制，下层药剂的压力大幅度增大，即灼热的氧、固体微粒、分子、元素向下层药剂扩散，在数量和深度上都有大幅度的增加，燃烧具有连续性且更猛烈。

（3）出现了某些反应物大面积熔化，这种熔化造成了各反应物间有效的接触，给各元素之间的重新组合创造了必要条件。例如，烟火药中氯酸钾在400℃时熔化成液态并分解出氧，继续加热至660℃以上时，可燃物铝开始熔化并和氧发生如下反应：

此时燃烧温度高达3 000℃，氯化钾完全汽化，这是药剂稳定燃烧的阶段。

三、结束阶段

结束阶段的特点是燃速快、火焰短、光度弱。这是由于药剂燃烧殆尽，即参加反应的物质逐渐减少。与燃烧初始阶段相比，其主要区别是燃速并未减慢。