含能材料烟火学样卷

一.填充题（每空1分，计30分）烟火药通常是一种混合药剂，主要由氧化剂、可燃剂和粘合剂经机械混合而制成，配方氧平衡一般设计为负平衡。烟火药的特种效应主要指燃烧或爆炸反应产生的光、烟、热、声、气动等效应，以光效应为主的药剂主要有照明剂、发光信号剂、曳光剂、红外诱导剂、红外照明剂。烟火药的燃烧过程可分成点火、引燃、燃烧三个阶段，燃烧反应在凝聚相中开始，在气相中结束。色度学理论中的“三原色”是指红、绿、蓝。根据颜色加成原理，红+绿二蓝，绿+蓝二青，蓝+红二紫，互补光：红+青二绿+紫二蓝+黄二白光燃烧剂除了符合烟火药一般要求外，需具有高温、大火焰、热熔渣、具有一定燃烧速度，易于点燃而难于熄灭等。观察有色烟云最好的条件是光源（太阳）烟云和观察者三者位置成45-135或者90°的侧面位置。黑体是理想化的物体，这类物体无论组成成分如何，在相同的温度下都发出同样形式的热辐射，且表面能吸收任何波长的光，吸收率等于1。 一烟火药中，KC1O在与S、P、B混合时敏感度极高，易发生爆炸或自行着火，故禁忌配制。空中燃烧的照明矩可视为点光源，光源对地面照明的亮度不同，垂直投影处照度值最大，离中心越远，照度值越小。烟火药燃烧产生红外辐射的机理分别是热辐射、产物特征光谱。国内外广泛应用的典型MTV红外诱饵剂主要组分镁粉、聚四氟乙烯和氟橡胶。HC发烟剂是一种常规发烟剂，主要由六氯乙烷和氧化锌（或锌粉）组成的，发烟的主要产物是氯化锌。烟火药主要制备工艺是成分准备、称量、混药、造粒、烘干和压药。判断题火药、炸药与烟火药均为放热的氧化还原反应，反应产物均为大量气体。（X）高氯酸钾、硝酸钡与镁铝合金粉混合制成的发光剂可呈明显现绿色火焰。（X）3.烟幕的消光系数和透过率都是表征烟幕对可见光、红外、激光、微波等电磁辐射的衰减能力大小的物理量，它与测试所用药剂质量大小无关。（X）线状光谱由单原子气体或蒸气激发产生的，带状光谱由分子运动产生的，红色曳光剂是混合光谱，照明剂是连续光谱。（/）由氯酸钾、镁铝合金粉和硝化棉组成的烟火药很容易产生爆炸反应。（3高热剂燃烧区别于其它烟火药燃烧特征是反应温度高（2000-2800°C）°（X）烟火药的感度试验主要包括机械感度、热感度和静电感度。（/）红外诱饵剂用于装填质心式红外诱饵弹应具备的条件是：燃烧发出的红外光谱分布必须与被保护目标相一致，辐射能量高于目标能量，快速形成红外辐射且辐射持续时间要长。（V）烟火药的燃烧速度既取决于药剂的配方，也取决于药剂的燃烧条件。在一定范围内的同类混合物中，随着可燃剂的增多而燃速加快（V）烟幕粒子的吸收衰减在本质上是使分子内能发生了变化。（V）以硝酸钠25%、镁粉60%,酚醛树脂5%的药剂是黄光照明剂。（V）一般烟火药燃烧时需经过蒸发、升华、热分解、预混合和扩散等中间阶段才能转变成燃烧的最终产物。（V）红外诱饵剂燃烧产生的红外辐射大都属于热辐射，随着药剂燃烧温度升高，总辐射能量增加，辐射波长向红外方向移动。（X）制备烟火药的氧化剂原材料通常含有水，为了满足制药要求，需对材料进行干燥，干燥温度一般要大于100C°（X）红外辐射在大气中传播存在的三个大气窗口为1-3微米,3-5微米和8-14微米三个波段/V）米氏理论是讨论粒子半径远小于入射光波长的散射理论问题0米氏（光散射）理论，有关在介质之中的颜料粒子对光散射的理论（）烟火药的化学安定性用真空安定性、相容性好差热分析实验综合评估（3黄磷既可以作为发烟剂，也可以做燃烧剂。（/）照明剂的火焰温度低于2000°C时，由于其光出射度较低，所以不宜使用。E）烟火药燃烧与其他燃烧的主要区别是烟火药可自持燃烧，燃烧反应区域内热量保持平衡，燃烧在凝聚相中开始在气相中结束。（3简答题（每题5分，计30分）在其它条件都相同的前提下，白光照明剂和黄光照明剂在长贮过程中哪种药剂化学变化最小？为什么？白光照明剂化学变化最小。白光照明剂主要由硝酸钡和镁粉组成，黄光照明剂是硝酸钠和镁粉，正常储存条件下两种组分不会发生化学反应，而影响烟火药安定性的主要因素是药剂中的水与镁粉作用，生成了别的产物，由于硝酸钡比硝酸钠吸湿性小，与镁粉作用产生化学小，长贮性主要是药剂材料的吸湿性，白光照明剂化学变化最小。发烟剂总遮蔽能力测试原理及方法？每公斤发烟剂形成的全遮蔽面积，TOP=1/CL,全遮蔽是透过率达0.0125方法：一定体积的烟箱内，一定药量发烟剂发烟，Cm为发烟剂的质量浓度。利用光源与探测器间距离调整烟幕通过率，使其在烟幕释放前后的光强比值计算透过率0.0125，此时光源与测试仪器的距离为L,计算得到TOP值。阐述有色发烟剂的发烟机理？有色发烟剂组分选择的原则分别是什么？有色发烟剂的发烟机理：利用氧化剂和可燃剂燃烧放出的热使燃料升华产生各种色彩。基本组分要求：氧化剂低温放氧，可燃剂热效应低，燃料易升华不易燃烧。影响照明剂火焰发光强度因素及其相关性？照明剂的燃烧温度、火焰中气固液占有量、辐射光谱分布、原材料粒度和附加物燃烧温度：照明剂属热辐射，随着温度升高，辐射强度增大；火焰中气固液占有量：没有气体没有火药，气体生成量大时，会加速火焰冷却，使辐射强度下降，固体占有量大时刻增加辐射强度辐射光谱分布：可见光以外的发光强度越小越适于人眼观察粒度与燃速，粒度越小，燃速越快，辐射强度越高附件物，加入改变光谱分布的物质或者燃速增加的物质可提高光强计算n=-27g氧的黄光照明剂Ba（NO3）2与Mg的二元混合物配方？已知1g氧需要消耗3.27gBa（NO3）2，1g氧能氧化1.52gMgo解：由氧差公式n=A/a-B/b由已知得A—100g药剂中Ba（NO3）2质量；B—100g药剂中Mg质量；a---1g氧需3.27gBa（NO）23b---1g氧可氧化1.52gMg；IA+B=100-25=A/3.27-B/1.52A=40.25B=59.75黄光照明剂配方Na（NO3）240.25%与Mg59.75%6.一种黄色发光剂的配方为KClO360%,Na2qO425%，虫胶15%,已知放出1g氧需KClO32.55g，借1g氧完全燃烧的虫胶量为0.47g，借1g氧使Na2C2O4分解量为8.37g，试计算该药剂的氧差n=?n二A/a-B/b-C/c=60/2.55-25/8.37-15/0.47=-11.4g氧论述题或材料处理题（每题10分，共计20分）1.利用烟火学知识概括总结烟火药剂主要种类和实现特种效应原理及主要用途？主要种类：光辐射效应，气溶胶（烟幕）效应、热效应和气动效应的烟火药。其中，光辐射效应包括照明剂、发光信号剂、曳光剂、红外诱饵剂、红外照明剂（答出其中两个答案即可）；气溶胶效应的烟火药发烟剂和有色发烟剂；热效应包括燃烧剂和点火药;原理：光--灼热的固体、液体和气体，分子或原子产生的带状和线性光谱，烟--粒子对光的吸收和散射作用热-可燃剂的放热量气动-产物有大量气体主要用途：光辐射效应-照明剂用于制造照明弹以及其它照明器材，供夜间照明；发光信号剂军事上用于制造各种信号弹，供红外诱饵剂制造红外诱饵弹对红外制导导弹和观瞄器材实施引诱、迷惑和扰乱干扰等。气溶胶效应-遮蔽迷茫，有色发烟剂用于白天传递信息。热效应-燃烧器材，起纵火作用；点火剂制造点火器材起引燃作用。2.阐述红、黄、蓝发光信号剂的火焰发光辐射体分别是什么物质？并举例说明以上各种发光信号剂主要组分及反应原理？辐射体：红光SrCl，绿