Å lage fyrverkerifarger er en kompleks forsøk som krever betydelig kunst og anvendelse av fysisk vitenskap. Med unntak av drivmidler eller spesialeffekter, ble lyspunktene kastet ut fyrverkeri, betegnet som "stjerner", krever vanligvis en oksygenprodusent, drivstoff, bindemiddel (for å holde alt der det måtte være) og fargeprodusent. Det er to hovedmekanismer for fargeproduksjon i fyrverkeri, glød og luminescens.
incandescence
Glødelampe er lys produsert fra varme. Varme får et stoff til å bli varmt og glød, og sender først infrarødt lys, deretter rødt, oransje, gult og hvitt lys når det blir stadig varmere. Når temperaturen på et fyrverkeri styres, kan gløden av komponenter, for eksempel kull, manipuleres til å være ønsket farge (temperatur) til riktig tid. Metaller, for eksempel aluminium, magnesium, og titan, brenner veldig sterkt og er nyttige for å øke temperaturen på fyrverkeriet.
luminescens
Luminescence er lysprodusert bruker energi andre kilder enn varme. Noen ganger kalles luminescens 'kaldt lys' fordi det kan oppstå kl
romtemperatur og kjøligere temperaturer. For å produsere luminescens blir energi absorbert av et elektron fra et atom eller molekyl, noe som får den til å bli opphisset, men ustabil. Energien tilføres av varmen fra det brennende fyrverkeriet. Når elektronet går tilbake til en lavere energitilstand frigjøres energien i form av et foton (lys). Energien til foton bestemmer bølgelengde eller farge.I noen tilfeller er saltene som trengs for å produsere ønsket farge ustabile. Bariumklorid (grønn) er ustabil ved romtemperatur, så barium må kombineres med en mer stabil forbindelse (f.eks. klorert gummi). I dette tilfellet frigjøres kloret i varmen etter forbrenningen av den pyrotekniske sammensetningen, for deretter å danne bariumklorid og gi den grønne fargen. Kobberklorid (blå) er derimot ustabil ved høye temperaturer, så fyrverkeriet kan ikke bli for varmt, men må likevel være lyst nok til å bli sett.
Kvalitet på fyrverkeriingredienser
Rene farger krever rene ingredienser. Selv spormengder av natriumforurensninger (gul-oransje) er tilstrekkelig til å overmanne eller endre andre farger. En forsiktig formulering er nødvendig slik at for mye røyk eller rester ikke maskerer fargen. Med fyrverkeri, som med andre ting, er kostnadene ofte knyttet til kvalitet. Produsentens dyktighet og dato for fyrverkeriet ble produsert påvirker den endelige visningen (eller mangelen på dette).
Tabell over fyrverkeri fargestoffer
Farge | forbindelse |
rød | strontiumsalter, litiumsalter litiumkarbonat, Li2CO3 = rød strontiumkarbonat, SrCO3 = knallrød |
oransje | kalsiumsalter kalsiumklorid, CaCl2 kalsiumsulfat, CaSO4·xH2O, hvor x = 0,2,3,5 |
Gull | glødning av jern (med karbon), kull eller lampesvart |
Gul | natriumforbindelser natriumnitrat, NaNO3 kryolit, Na3AlF6 |
Elektrisk hvit | hvitt-varmt metall, for eksempel magnesium eller aluminium bariumoksyd, BaO |
Grønn | bariumforbindelser + klorprodusent bariumklorid, BaCl+ = lysegrønn |
Blå | kobberforbindelser + klorprodusent kobber acetoarsenitt (Paris Green), Cu3Som2O3Cu (C2H3O2)2 = blå kobber (I) klorid, CuCl = turkisblått |
Purple | blanding av strontium (rød) og kobber (blå) forbindelser |
Sølv | brennende aluminium, titan eller magnesiumpulver eller flak |
En rekke hendelser
Bare å pakke fargeleggende kjemikalier i en eksplosiv ladning ville gi et utilfredsstillende fyrverkeri! Det er en hendelsesrekke som fører til et vakkert, fargerikt display. Å tenne på sikringen antenner heisladningen, som driver fyrverkeriet opp i himmelen. Heisladningen kan være sort pulver eller et av de moderne drivstoffene. Denne ladningen brenner i et avgrenset rom og skyver seg selv oppover mens varm gass tvinges gjennom en smal åpning.
Sikringen fortsetter å brenne på en tidsforsinkelse for å nå det indre av skallet. Skallet er fullpakket med stjerner som inneholder pakker med metall salter og brennbart materiale. Når sikringen når stjernen, er fyrverkeriet høyt over mengden. Stjernen blåser fra hverandre, og danner glødende farger gjennom en kombinasjon av glødende varme og emisjonslysende lys.