煙火繪畫的實驗研究

戴春陽，徐 康，高錫生，年朋波

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煙火繪畫的實驗研究

戴春陽，徐 康，高錫生，年朋波

（安徽理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，安徽 淮南，232001）

為獲得良好的煙火繪畫效果，通過改進原始煙火藥配方，以及采用新的阻燃措施，對煙火繪畫進行了進一步的探究，得到了理想的實驗結(jié)果。同時，從降低實驗操作難度和成本的角度出發(fā)，不斷優(yōu)化和完善實驗，探索出較為系統(tǒng)、安全簡潔、效果理想的作畫流程。

煙火繪畫；火藥；阻燃；成本；安全

火藥繪畫是一種集視覺、聽覺、嗅覺沖擊于一體的強烈的藝術(shù)繪畫形式，這種形式的被肯定，標志著屬于中國的傳統(tǒng)文化在當代藝術(shù)中得到了世界的承認[1]。嚴仙榮等人[1]對煙火繪畫的技巧進行了初步探索，證明其操作是可行的，但實驗效果并不理想，而且其改進的煙火藥劑的配方中含有引火藥頭，降低了實驗的本質(zhì)安全性，并且取材不易、綜合成本較高；此外作畫前需要對紙張及作畫材料進行復(fù)雜的預(yù)處理，實驗周期長。筆者在分析和總結(jié)已有研究的基礎(chǔ)上，從實驗的可操作性、本質(zhì)安全性、性價比、實驗效果等幾個方面對煙火繪畫進行獨立探索，在嘗試原始配方未果后改良煙火藥劑配方，優(yōu)化作畫流程和方案，得到了較好的作畫效果。

1 實驗原理

在初步探索實驗階段，采用的作畫藥劑是傳統(tǒng)配比的黑火藥（質(zhì)量百分比：硝酸鉀75％，木炭15％，硫磺10％），并嘗試改變各組分比例以及添加其他藥品進行實驗，均未得到理想效果。采用的煙火藥由木炭、白藥炮火藥等按一定比例混合而成，該粉末狀藥劑燃燒時發(fā)生的主要反應(yīng)為：

木炭：C+O2→CO2↑

白藥炮火藥：2KClO3+2C+S→2KCl+SO2↑+2 CO2↑

煙火藥由多組分組成，燃燒過程自供氧，以一定的速度燃燒，不同配方的煙火藥性質(zhì)不一，某些組分的煙火藥在一定條件下可轉(zhuǎn)為爆轟[2]。煙火藥燃燒產(chǎn)生的高溫和固體高溫顆粒易將含碳材料表面碳化，或者灼燒介質(zhì)表面，產(chǎn)生固體殘留，出現(xiàn)特殊顏色效果（如磷火藥），從而在介質(zhì)表面產(chǎn)生痕跡，達到藝術(shù)創(chuàng)造的基礎(chǔ)條件。因此，在設(shè)計實驗時，如何降低煙火藥劑燃燒溫度以及采用有效的阻燃措施，并且一定程度地提高燃燒速度，以使畫紙不被高溫碳化或燒毀顯得尤為重要。

2 實驗內(nèi)容

2.1 實驗材料

紙張：素描紙或多層復(fù)合加厚紙張；藥品：木炭、煙花白藥炮火藥、消焰劑（NaCl和NH4Cl）；模板：紙質(zhì)模板或PE塑料模板；工具：軟毛刷，衛(wèi)生香（引燃煙火藥），天平，藥匙，半濕毛巾，研缽等。

2.2 實驗步驟

實驗步驟：（1）制作模板：在確定創(chuàng)作內(nèi)容后，制作相應(yīng)的紙質(zhì)模板或PE塑料模板。（2）作畫藥品制備：按照煙火藥各成分配比稱取相關(guān)藥品若干，經(jīng)粉碎、混合、碾壓過程后得到煙火藥粉末，以備實驗使用。（3）作畫：將紙張（素描紙）固定在實驗臺上，在紙張上均勻撒上厚度約為0.5cm消焰劑，將模板輕放至消焰劑表面，并固定，采用軟毛刷刷去字體所在部分的消焰劑，并填充煙火藥，厚度約為2~5mm，采用衛(wèi)生香進行點燃。（4）清理：燃燒結(jié)束后撤出模板及邊緣壓載物，用軟毛刷清除殘留的煙火藥灼燒顆粒及焰劑殘留物質(zhì)。

2.3 作畫方法的探索

為改善作畫效果，提高美感，實驗時改變傳統(tǒng)作畫方式，采用了具有一定藝術(shù)形式的模板進行作畫，使作品的藝術(shù)性有了質(zhì)的飛躍。在對模板作畫探究時，設(shè)計了紙質(zhì)模板和PE塑料模板，如圖1~2所示。實驗證明：紙質(zhì)模板作畫效果理想，與PE塑料模板相差不大，但其性價比高，實驗準備及操作簡單。

2.4 作畫紙張的探究

煙火繪畫初始階段使用的煙火藥燃燒速度慢，燃燒溫度高，易將畫紙燒穿，因此在作畫時不但要加厚紙張，而且還要對紙張進行預(yù)處理（用飽和NaCl和NH4Cl混合溶液浸泡紙張，于陰涼通風(fēng)處晾干），以防止煙火藥燃燒時的高溫將畫紙燒穿燒毀，但效果仍不理想，如圖3所示。

圖1 紙質(zhì)模板及作品

圖2 PE塑料模板及作品

目前實驗采用的新型煙火藥易引燃，燃燒速度快，減少了因煙火藥燃燒的高溫對畫紙的作用時間，不但有良好的著色效果，而且普通的素描紙即可滿足作畫要求，無需對紙張作任何預(yù)處理，如圖4~6所示。

圖3 初步探索實驗

圖4 引燃前

圖5 引燃后

圖6 清理后

由圖4~6可以看出，作品中字的輪廓清晰，周邊基本完好無損傷，這是由于實驗時在作畫紙張上鋪撒一層均勻的消焰劑，以起到保護輪廓的作用。

實驗證明：煙火繪畫實驗中煙火藥的燃燒速度和溫度對于作畫的效果起著至關(guān)重要的作用。新型煙火藥具有良好可操作性，使得采用未預(yù)處理的普通紙張作畫成為可能，降低了作畫成本，提高了作畫效率，為進一步深入研究提供了保障。

2.5 新型煙火藥劑的改良實驗

起初采用不同比例的傳統(tǒng)黑火藥，以及添加不同材料的煙火藥作為作畫藥劑，但是作畫紙張都不同程度被燒穿燒毀，均無法成畫或獲得理想的實驗結(jié)果。在多次嘗試后，探索出目前著色效果好、原料易得、可操作性強、安全的新型煙火藥，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一系列的實驗，對新的煙火藥進行改良，以增強著色效果，提高作畫質(zhì)量，如圖7~8所示。

圖7 新型煙火藥劑實驗1

Fig.7 The first experiment for new pyrotechnic compound

圖8 新型煙火藥劑實驗2

Fig.8 The second experiment for new pyrotechnic compound

圖7中出現(xiàn)明顯燒焦和灼傷紙張現(xiàn)象，這是由于實驗1的藥品吸潮、含水量較多。為此在繪制圖8作品時，對作畫藥劑進行了預(yù)先干燥，使得煙火藥的燃燒和著色效果顯著改善。

實驗2對原料中的木炭做了改進，圖8呈現(xiàn)的“化工學(xué)院”中的“學(xué)”字采用食品級400目木炭，其他3個字采用手工研磨粗木炭，可見食品級400目木炭著色及整體效果較手工研磨木炭理想。因此，實驗藥品的干燥性和木炭的粒度對實驗效果有很大的影響。

2.6 成本統(tǒng)計

以創(chuàng)作篇幅為30cm×80cm的4字作品為例，單幅成本如表1所示。

表1 單幅（30cmx80cm）作品成本

Tab.1 The cost of drawing with dimension of 30cm×80cm

3 結(jié)語

本研究主要探究煙火繪畫的可行性與優(yōu)化，為進一步的相關(guān)研究和商業(yè)化提供參考。首次采用模板作畫，對輪廓精細程度有較大提高，并采用白藥炮配方為作畫材料，以及多層復(fù)合防火紙作為畫紙，繪畫的著色及效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)黑火藥，并再次證實煙火繪畫是可控制、可操作且具有一定藝術(shù)審美的表現(xiàn)形式。

對于該課題的研究，仍然有很多方面需要深入探索，例如，對于墨畫的創(chuàng)作研究，以及彩色煙火繪畫的創(chuàng)作等；實驗還可進一步理論化，包括煙火藥劑的燃燒速度和溫度等相關(guān)的理論研究，以指導(dǎo)和設(shè)計實驗，使其更具可操作性；實驗中煙火藥劑的引燃方式仍存在一定的局限性，可探索利用電磁或激光的途徑，達到一次性引燃，提高作畫效率和效果；煙火繪畫創(chuàng)作時，會產(chǎn)生大量的煙塵，污染環(huán)境，可探究新型環(huán)保煙火藥；此外煙火藥的形態(tài)也可做進一步的研究，將煙火藥劑做成液態(tài)，使創(chuàng)作更簡便。

[1] 嚴仙榮,謝興華,高玉剛,等. 煙火繪畫技術(shù)的實驗研究[J]. 火工品, 2012 (5): 54-56.

[2] 潘功配, 楊碩. 煙火學(xué) [M]. 北京: 北京理工大學(xué)出版社, 1997.

[3] 王元宏.阻燃荊科學(xué)及應(yīng)用[J].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)文獻出版杜, 1985.

[4] 劉玲.新型阻燃劑的進展[J].遼寧化工, 2003, 32(1): 26-29.

[5] 潘功配.煙火藥材料手冊[M].南京:華東工程學(xué)院,1983.

[6] 潘功配,楊碩. 煙火學(xué)[M]北京: 北京理工大學(xué)出版社,1997.

[7] 宋東明,潘功配,王乃巖. 基于最小自由能法的煙火藥燃燒產(chǎn)物預(yù)測模型[J]. 彈箭與制導(dǎo)學(xué)報, 2006, 26(1): 120-122.

[8] 唐桂林, 趙家玉. 黑火藥的改進研究[J].火工品,2002 (4): 25-26.

[9] 馬穎,強墨.走進蔡國強的藝術(shù)世界[J].西北大學(xué)學(xué)報:哲學(xué)社會科學(xué)版,2010,40(4): I0013-I0016.

[10] 馬穎,強墨.尋找爆發(fā)中沉淀的美——走進蔡國強的藝術(shù)世界[J].飛天, 2011(4): 013.

Experimental Study on the Fireworks Painting

DAI Chun-yang，XU Kang，GAO Xi-sheng，NIAN Peng-bo

(School of Chemical Engineering，Anhui University of Science and Technology，Huainan，232001)

In order to obtain good effect of fireworks painting, the original pyrotechnic formulation was improved, and new flame retardant measures were adopted, so fireworks painting was further explored, which got the ideal results. From the view of reducing the cost and difficulty in experimental operation, the experiment was optimized and improved, a relatively more simple, systematic, secure and desiring effect of painting process was explored.

Fireworks painting；Black power；Flame retardant；Cost；Security

TQ567.9

A

1003-1480（2014）06-0051-03

2014-09-27

戴春陽（1991-），男，在讀碩士研究生，從事煙火繪畫技術(shù)研究。