药剂的机械感度，并起到改善烟火药安定性的作用。选择用于烟火药的粘合剂，一般应根据以下原则：
1.粘合力强，抗腐蚀性能好； 2.含氧量多，有较高的燃烧热； 3.燃烧时不影响烟火制品的特种效应； 4.吸湿性小，能溶于通用的酒精汽油等溶剂；
5.相容性好，制成的烟火制品具有良好的长贮安全性。 2.3.3粘合剂的分类
1.天然树脂：虫胶、松香、松脂酸盐等； 2.合成树脂：酚醛树脂、环氧树脂、聚氯乙烯等； 3.油类：干性油、蓖麻油等； 4.脂类：硬脂、蜂蜡等；
5.碳氢化合物：石蜡、沥青、地腊等； 6.胶类：糊精、阿拉伯胶等； 7.其他：乙基纤维素等。
烟火药中不宜过多使用粘合剂，一方面当药剂中的粘合剂含量超过10%~20%时，制品强度增加不大;另一方面，过多地使用粘合剂会破坏烟火药氧平衡，使烟火效应受到显著影响。（实际使用时，应在满足制品强度和燃速的要求下，尽量少加粘合剂，一般情况下用量在5%~10%为宜。）
7
3烟火药燃烧理论
3.1烟火药燃烧特点
烟火药的燃烧反应发生在直接靠近火焰面的一层极薄的药剂内。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。燃烧过程是传质、传热等物理过程及化学反应过程。燃烧在凝聚相中开始，在气相中结束。
(1)在一个完整的燃烧体系中,氧化元素和可燃元素是燃烧化学变化所必需的； (2)反应时,反应区域里产生的热量,或一部分通过热传导、燃烧产物的扩散运动——热福射的方式传递给未燃烧部分物质,用以供应持续燃烧,或大部分加热燃烧产物至发光温度而发光,且随燃烧产物和热福射散失与周围环境中；
(3)燃烧波一般以几毫米每秒至几百毫米每秒且始终低于该介质条件下的音速的速度一层一层地连续传播；
(4)火焰面的传播方向相反与燃烧产物移动的方向；
(5)凝聚相物质的燃烧反应包括溶化、蒸发、升华、热分解、混合或扩散等中间阶段,接着才进行化学反应转变成燃烧的最终产物,因此燃烧过程中包含传热、传质、传动量的物理过程和化学反应过程；
(6)由于燃烧反应是氧化还原反应,因此,类似于其它化学反应,反应时的速度明显受到反应物浓度和温度的影响,反应速度对外界条件变化(如压力、初温、扩散速度等)相对敏感。
由以上燃烧过程可以看出,反应前后对比反应物和反应产物发生质的变化,同时产生大量的热能。人们正是利用这一特征,通过燃烧创造了一个文明的世界。烟火书法利用火药燃烧时反应物与反应产物所发生的改变来进行艺术创造。
3.2烟火药的燃烧特征
烟火药的燃烧反应区域在直接靠近火焰面的极薄的药剂层内。燃烧反应时需经过蒸发、升华、热分解、预混合和扩散等几个中间阶段才能转变成最终产物。燃烧是一个传质、传热等物理及化学反应的过程。燃烧从凝聚相开始,在气相中结束。在一定条件下,其燃烧也会转为爆轰,一般都希望烟火的爆炸性能极小或完全不具备爆炸性能。
8
3.3燃烧过程
火药的燃烧要经历点火药局部点燃,然后火焰进行扩展和传播的全部过程。火药从点火到燃烧完成过程的好坏,直接影响到书法效果。根据理论设计要求,火药在燃烧过程中规律地呈平行层燃烧,即燃烧过程服从稳态燃烧,反之为非稳态燃烧。燃速稳定同时又是完全燃速的稳态燃烧称为正常燃烧,反之称为不正常燃烧。所谓完全燃烧,是指火药各组分间燃烧时充分反应,并使能量获得最大释放的燃烧。
火药的燃烧可分成下列三个阶段:点火、引燃和燃烧。
点火阶段:在外界的能源激发下,药剂表面的部分温度升高至某一极限温度以上,进而发生激烈化学反应即着火,这一个过程称为点火。
引燃阶段:点火阶段后,火焰传播到药剂的全部表面过程。 燃烧阶段:火焰传播到药剂的内部,燃烧向药剂纵横推进的过程。
从燃烧过程的物理化学本质来看,引燃阶段与燃烧阶段并无太多区别,但是在空气中,药剂的引燃速度大于其燃烧速度,因此,引燃阶段是烟火药燃烧的一种特殊情况。从燃烧机理来看,烟火药的燃烧过程可以分为点火和燃烧两个阶段。
烟火药点燃之后,火焰自动传播下去,进行逐层有规律的燃烧。在外界条件一定情况下,燃烧速度不随时间变化的燃烧过程称为稳定燃烧,反之,称为不稳定燃烧。
烟火药的燃速是一个相当复杂的物理化学过程,如在燃烧过程中存在着“三传一反”——传热、传质、传动量和化学反应。在一定的外界调节下,火药的燃烧是一种有规律、呈平行层进行的化学反应过程。由于火药自身体系中,含有燃烧反应所需要的氧化元素和可燃元素,因此它要比通常物质的燃烧激烈得多、速度快得多。火药依靠将自身化学反应产生的热量传递给未燃烧层维持反应的持续进行,反应是在火药表明局部进行的,并以燃烧波的方式以一定的速度一层一层传播下去。通常燃烧波以几毫米到几厘米每秒,甚至可达数米每秒的速度沿着与燃烧产物方向相反传。燃烧时产生的热量,一部分通过热传导传递给未反应区得以维持燃烧的持续,而大部分则通过热福射和燃烧产物传递给环境。火药燃烧的过程受外界条件影响明显,例如压力、初温改变,燃烧速度亦随之变化,或增加压力,初温升高,则燃烧速度亦增大。
3.4影响烟火药燃烧速度的因素
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烧条件。实验证明，
9
火焰温度最高的药剂，同时也是燃烧速度最快的药剂。
（1）一定范围内，在同类混合物中，随着金属可燃物的增多而燃速加快。 （2）在其它条件相同时，碱金属硝酸盐为氧化剂的烟火药比碱土金属硝酸盐为氧化剂的烟火药燃速快。
（3）含有机可燃物(易熔的或易挥发的)的烟火药，较不含有机可燃物的同类烟火药其燃速要小。
（4）组成烟火药的成分颗粒度愈小，燃速愈大，混合愈均匀，燃烧愈迅速 （5）烟火药装填密度愈高，燃速愈小(纯粹的固一固相反应例外)。
（6）烟火药制品直径在10~90mm范围内，燃速基本不变，大于90mm时，其燃速将会变快。
（7）压装在金属壳体内的烟火药比压装在绝热外壳内的烟火药燃速要快。 （8）对于产物有气体的烟火药来说，燃速随压力增大而增大。而对于燃烧产物无气体的烟火药来说，压力无影响。
10
4烟火照明效应的理论基础
4.1可见光
从本质上讲光与无线电波一样，是一种电磁波，所有电磁辐射都是总能量量子的吸收和发射，并由光子携带进行传播，光同样具有波粒二重性。在整个电磁波谱中，能引起人眼视觉的只是一小部分。刺激人眼能引起视觉的光辐射称为可见光，波长范围是380nm到780nm，在光很强，人眼在暗适应情况下，可感受的波长范围可扩大到350nm到900nm。可见光的波长不同，引起人眼的颜色感觉也就不同，单色光的波长由长到短，对应的颜色感觉由红到紫色。
4.2连续光谱
照明剂发光是连续光谱，即在λ到λ+dλ的任意波长范围的能量都是波长的连续函数，这种辐射以波长的连续性为特点，照明剂固体和液体在高温时游离的电子首先发生扰动，并随温度不同具有不同的能量，能量不同辐射波长就不同，照明剂热辐射发出的光谱从红外区到紫外区各种波长都有，因此就形成了连续光谱。所有热照明剂光源的光谱都是连续光谱。
照明剂光谱分布图：
4.3照明剂的热辐射
照明剂燃烧时形成火焰，火焰可以分为有光火焰和无光火焰。有光火焰又具有白光与色光之分。照明剂火焰发光有热辐射发光和化学发光，发光的主要载体为灼热的固体或液体颗粒和气体，其火焰辐射是灰体和选择性辐射体两种辐射特征的结合。在一定时间内辐射能的多寡，以及辐射能按波长的分布都与温度有关的辐射被称为热辐射，温度很高的灼热物体都是热辐射源，由此产生的辐射是连续的，即不同波长的混合。化学发光是由化学反应直接形成受激原子或分子而产生的发光现象。
照明剂燃烧时，高温下固体和液体的游离电子首先发生扰动，这些游离电子随温度
11