特种能源工程与烟火技术, 是属于兵器科学与化学工程这两个学科交叉领域里面的核心专业方向, 这个方向的研究对象, 是含能材料以及烟火药剂, 然后还有这些材料在国防方面和民用方面的设计、制备和应用工作。
这个学科直接地服务于国家层面的战略安全需求, 也服务民众的生活需求, 绝对不是一个仅仅把“放烟花”这种简单的概念就可以完全概括住的。
学科核心内涵
特种能源工程与烟火技术是依托了化学工程、爆炸力学、燃烧动力学、材料科学等多种学科的基础, 它研究的是含能组分的热力学行为以及动力学行为。它核心的任务包括了烟火药剂的配方设计与性能调控, 还包括含能材料的合成与加工工艺, 另外还包含燃烧与爆炸过程的机理研究, 以及安全性能评估。
这个学科非常强调一个本质特征, 这个特征就是能量可控释放, 人们可以这样理解它的意思, 不管是让火箭能够精准地进入轨道, 还是说让烟花能够在夜空里呈现出预设好的色彩或者是形态, 在这些情况下的核心关键点, 都是需要对化学能量的释放速率以及释放路径进行精确的控制。
关键技术方向
当前该领域的前沿研究聚焦于以下方向：
新型含能材料设计：以超摩尔密度化合物、 energetic 深能电子材料为代表，追求更高比冲、更低毒性的推进剂体系；
烟火药剂精细化调控: 使用纳米化处理这样的改办法, 再配合复合化的方式对药剂进行修改, 以此来进一步地提高焰色的纯度怎么样, 把持续时间变得更好控制一些, 让造型的可控性也能获得进一步的提升。
安全评估与仿真: 这里使用的是数值模拟和实验相结合的这种方式, 对包含火药在内的能源系统的感知灵敏度、热稳定性, 以及燃烧和爆炸特性, 来进行覆盖从开始到结束的整个生命周期的风险评估。
绿色化与无害化这一过程, 指的是减少或替代像重金属发色剂这样的有毒有害物质, 从而满足环保法规的要求。
主要应用领域
人才需求与就业方向
伴随着国防方面的现代化建设进程还在不断往前推进, 而且“双碳”战略也在持续深入发展的过程当中, 该领域对于能够掌握含能材料研发工作, 同时还具备烟火产品工程设计能力, 并且能够处理安全检测与标准化相关事务的高层次人才的需求情况, 一直是处于持续扩大这样的状态之中。
毕业之后, 这些学生可以到军工科研院所这类单位去工作, 也可以去航天集团, 还可以进入民用烟花生产企业或者是含能材料生产企业当中, 另外一些毕业生也可能会去到安全评价机构, 甚至是在高校的科研岗位上面从事相关工作。
行业里的管理者部门对干活的人有啥资格要求是很严的, 必须得搞懂含能材料是怎么做到安全生产的那些规矩, 只有经过了专门针对那些岗位的培训和考完了试, 才有资格真正去走上那个岗位。
特种能源工程与烟火技术这门学科体现的是“小产品、大能量、严标准”的特点, 它在公众心目中的价值其实远远超出了现有的认知水平, 要想真正理解这一领域, 就必须把关注点回到关于能量转化与安全控制这两个本质问题上, 而不应该只停留在仅仅只是认为它是烟花这种非常表面的印象里。
