摘要
目前，就烟火药燃烧产生彩色火焰的色光辐射体而言，黄光、红光、绿光和蓝光等是由单一气态原子或单分子气体色光辐射体产生，对于紫光辐射，尚未确定合适的单一色光辐射体。为开发多染焰剂协同辐射产生复合紫光的烟火药配方，基于色光混合原理，提出四种由红光和蓝光双染焰剂组成的紫光烟火药配方，利用REAL计算程序确定不同色光色光辐射体的种类及含量，计算氧平衡，再通过MATLAB程序确定不同配方的色坐标、波长、色纯度、并绘制色度图，理论计算和优化紫光烟火药配方，通过实验验证理论设计的正确性，为开发其他混合色光烟火药提供理论基础与技术指导。 本研究以染焰剂协同辐射紫光烟火药为研究对象，通过理论设计和实验研究，得到如下结论: (1)对于Sr(NO3)2/2CuCO3·Cu(OH)2/Al/C6H9.6O1.6(ZA)紫光烟火药，理论计算得出最佳配比为48/32/12/8，氧平衡-0.107g·g-1，其色光色光辐射体为SrOH、SrO、Sr、CuOH、CuO、CuH，色坐标(0.2449，0.1497)，虚拟主波长446nm，色纯度0.40;在最佳配比下，实验测得色坐标(0.2425，0.1588)，虚拟主波长439nm，色纯度0.44。虚拟主波长的相对误差为1.5％，色纯度的相对误差为10％，实验证明该配方可以产生紫色火焰，理论计算结果与实验结果相一致。 (2)对于(C2H3Cl)n/NH4ClO4/Sr(NO3)2/2CuCO3·Cu(OH)2/Al(ZB)紫光烟火药，理论计算得出最佳配比为8/58/11/6/17，氧平衡为-0.054g·g-1，其色光色光辐射体为SrCl、SrOH、SrO、Sr、CuCl、CuOH、CuO、CuH，色坐标(0.2390，0.1089)，虚拟主波长404nm，色纯度为0.38;在最佳配比下，实验测得色坐标(0.2196，0.1404)，虚拟主波长406nm，色纯度0.32。虚拟主波长相对误差为0.4％，色纯度的相对误差为15.8％，实验证明配该配方可以产生紫色火焰，理论计算结果与实验结果相一致。 (3)对于KClO3/SrCl2·6H2O/2CuCO3·Cu(OH)2/Al/C6H9.6O1.6(ZC)紫光烟火药，理论计算得出最佳配比为60/14/6/12/8，氧平衡为-0.067g·g-1，色光辐射体为SrCl、SrOH、SrO、Sr、CuCl、CuOH、CuO、CuH，色坐标(0.2500，0.1392)，虚拟主波长为404nm，色纯度为0.35;在最佳配比下，实验测得色坐标(0.2541，0.1706)，虚拟主波长410nm，色纯度0.34。虚拟主波长的相对误差为1.4％，色纯度的相对误差为2.9％，实验证明该配方可以产生紫色火焰，理论计算结果与实验结果相一致。 (4)对于KClO3/SrCl2·6H2O/CuCl/Al/C6H9.6O1.6(ZD)紫光烟火药，理论计算得出最佳配比为50/15/15/12/8，氧平衡为-0.036g·g-1，色光辐射体为SrCl、SrOH、SrO、Sr、CuCl、CuOH、CuO、CuH，色坐标(0.2369，0.1124)，虚拟主波长431nm，色纯度为0.34;在最佳配比下，实验测得色坐标(0.2236，0.1326)，虚拟主波长437nm，色纯度0.33。虚拟主波长的相对误差为5.6％，色纯度的相对误差为1.4％，实验证明该配方可以产生紫色火焰，理论计算结果与实验结果相一致。 通过比较四种紫光烟火药配方的计算值与实验值的相对误差，可以发现误差在可接受范围内，证明理论计算方法的正确性。 (5)从环保角度和发光效果考虑，确定无氯紫光烟火药配方为最优配方，理论和实验均表明，该紫光烟火药可以产生良好紫色火焰。确定出最佳紫光烟火药配方为Sr(NO3)2/2CuCO3·Cu(OH)2/Al/C6H9.6O1.6，其最佳配比为48/32/12/8，其色光色光辐射体为SrOH、SrO、Sr、CuOH、CuO、CuH，色坐标(0.2449，0.1497)，虚拟主波长446nm，色纯度0.40。
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