【精】簡介軍事化學基本概念、內(nèi)容、應用及其發(fā)展歷史課件

1、軍事化學導論課程編號：23140038講 授：貴大勇電 話：26558041Email： 開課院系：化學與化工學院1第1頁，共45頁。課程介紹教學目標 軍事化學導論是為本科學生開設的綜合選修課，學生通過學習該課程后,掌握化學戰(zhàn)劑、煙火藥劑、推進劑與火炸藥的基本化學原理和知識，了解化學在軍事領域中的應用和發(fā)展動態(tài)，并能夠增強國防意識，提高軍事素養(yǎng)。課程簡介本課程涉及軍事領域中的化學及其應用，主要包括化學戰(zhàn)劑、煙火藥劑、推進劑及火炸藥的種類、基本組成、特性及在軍事武器裝備中的應用；一些新概念彈藥、高新技術武器與化學；爆炸、化學反恐中的化學及其相關問題。本門課程是針對全校本科生的綜合選修課，旨在通過

2、開設該課程使本科學生有機會獲得軍事化學的一般知識，了解化學在軍事領域中的應用與發(fā)展概況，增強國防觀念，提高軍事素養(yǎng)。 2第2頁，共45頁。教學內(nèi)容第一章 緒論第二章 化學武器與防化第三章 煙火技術第四章 固體推進劑第五章 炸藥及其爆炸作用第六章 高技術武器與化學第七章 化學與反恐3第3頁，共45頁?？己思俺煽冊u定期末考試與平時成績相結(jié)合。期末成績占70，平時上課及作業(yè)（報告）占30 4第4頁，共45頁。參考書譚有金.化學與軍事.北京：解放軍文藝出版社，2003王強，楊清鎮(zhèn).化學武器與戰(zhàn)爭.北京：國防工業(yè)出版社，1997劉戟鋒，盧天貺.被扭曲的反應式-化學與戰(zhàn)爭.長沙：湖南教育出版社，1999潘

3、功配，楊碩.煙火學.北京：北京理工大學出版社，1997王澤山.火炸藥科學技術.北京：北京理工大學出版社，2002 陳冀勝.如何應對化學恐怖與化學毒性災害.北京：科學出版社，2006 5第5頁，共45頁。軍事化學導論1 緒論6第6頁，共45頁。1.1 軍事化學基本概念化學和我們的生活息息相關，化學是一門極其有趣而又十分重要的學科?；瘜W是一門研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及變化規(guī)律的基礎自然學。 7第7頁，共45頁。1.1 軍事化學基本概念 化學是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律的一門基礎自然學科。注意：由于自然科學發(fā)展的日益微觀化和交叉化，化學科學研究所涉及的內(nèi)容日益廣泛、深入和復雜，化學科

4、學同其它科學相互滲透的關系日益密切，已經(jīng)使得怎樣理解化學對象和確定化學定義，或在化學科學同其它科學之間劃出一條明確的分界線成了相當困難的問題。 現(xiàn)在比較全面的化學定義在化學哲學基礎中有比較詳細的論述。 化學究竟是怎樣一門科學？8第8頁，共45頁。1.1 軍事化學基本概念化學元素（世界上已發(fā)現(xiàn)的化學元素達到118種）化合物（成千上萬）物理化學性質(zhì)（化學性質(zhì)指物質(zhì)在化學反應中所表現(xiàn)出來的性質(zhì)，如還原性，氧化性，酸性，堿性. 物理性質(zhì)是物質(zhì)在非化學反應中表現(xiàn)出的性質(zhì)，如：顏色，氣味，密度，比熱. ）9第9頁，共45頁。1.1 軍事化學基本概念軍事化學化學與武器 幾乎任何人都不會認為戰(zhàn)爭是一種有價值的

5、人類活動，但是一旦戰(zhàn)爭爆發(fā)，人人都希望取得勝利。因此，世界各國政府總是號召科學家們研制出更有效的武器或更好的防御物。化學在武器和防御物兩方面都發(fā)揮了很大的作用。因此，美國西點軍校要求其每一位學員都必須學習化學，而且美國軍隊的所有部門都規(guī)定要支持有關領域的化學研究。 10第10頁，共45頁。1.2 化學與國防和軍事的關系（化學在軍事上的價值及作用 ）11第11頁，共45頁。1.2 化學與國防和軍事的關系（化學在軍事上的價值及作用 ）化學知識與國防和軍事間有著密切的關系武器：火藥（原動力）、炸藥； 化學戰(zhàn)劑； 槍炮、彈體材料其它：戰(zhàn)時食品的保障、運輸，軍用物品的制造與供應，汽車飛機等的燃料等。12

6、第12頁，共45頁。13第13頁，共45頁。14第14頁，共45頁。 火藥是我國古代四大發(fā)明之一，距今已有 1000多年的歷史。火藥最初主要用于醫(yī)藥，這從其命名中的“藥”字即可見一斑。據(jù)（本草綱目記載，火藥有去濕氣、除瘟疫、治瘡癬的作用，后來火藥傳至歐洲才用于軍事。 一、火藥武器的靈魂1.3 化學在軍事中的應用15第15頁，共45頁。 黑火藥的主要成分是：硝酸鉀、硫、木炭： 2KNO3 + S + 3C = K2S + N2 + 3CO2 據(jù)測，大約4克黑火藥著火燃燒時，可產(chǎn)生280升氣體，體積可膨脹近萬倍。由于爆炸時有K2S固體產(chǎn)生，往往有很多濃煙冒出，黑火藥之名便由此而來。16第16頁，共

7、45頁。黃色火藥：苦味酸17第17頁，共45頁。硝化甘油： 硝化甘油是一種非常不穩(wěn)定的化合物，稍為震動都會發(fā)生猛烈的爆炸，諾貝爾將硝化甘油與硅藻土混合，獲得穩(wěn)定、安全、威力強大的新式炸藥。18第18頁，共45頁。諾貝爾一生共獲得255項科學發(fā)明專利權，他在 1864年研制出的炸藥和雷管，在生產(chǎn)上和軍事上發(fā)揮了巨大作用，同時也獲得高額利潤。雨果稱諾貝爾為“歐洲最富有的人”。諾貝爾醉心于化學研究，終生未娶。 諾貝爾去世后留下約920萬美元。自1901年起，設立了物理學、化學、醫(yī)學和生理學、文學、和平獎 ，后來又增設了經(jīng)濟學獎。19第19頁，共45頁。TNT20第20頁，共45頁。二、煙霧彈恐怖的云

8、海“煙”是由固體顆料組成的，“霧”則是由小液滴組成的。煙幕彈的原理是通過化學反應在空氣中造成大范圍的化學煙霧。裝有白磷煙幕彈引爆后，白磷迅速在空氣中燃燒，其反應方程式為： 4 P + 5 O2 = 2P2O5P2O5 與水蒸氣反應： 2P2O5 + 6H2O = 4 H3PO4 P2O5 + H2O = 2HPO3這些酸液滴與為反應的白色顆粒狀P2O5懸浮在空氣中，便形成了“云?！?。21第21頁，共45頁。煙幕彈爆后1s的圖象 煙幕彈爆后12s的圖象 煙幕彈爆后32s的圖象 22第22頁，共45頁。三、燃燒彈致命的火神汽油 + 凝固劑 凝固汽油彈凝固汽油彈 + 堿金屬攻擊水中目標鋁制劑燃燒彈攻

9、擊坦克2Al + Fe2O3 = Al2O3 + Fe + 熱量23第23頁，共45頁。燃燒及分散情況24第24頁，共45頁。對彈藥箱的燒毀25第25頁，共45頁。對鋼板、鋁合金的燒毀26第26頁，共45頁。四、化學武器戰(zhàn)場上的魔影第一次世界大戰(zhàn)，是戰(zhàn)爭史上首次大規(guī)模使用化學武器的作戰(zhàn)。1915年4月22日，在比利時的伊普雷地區(qū)，德軍用5730只鋼瓶向法軍陣地施放了180噸氯氣，造成1萬5千人中毒，其中有5千人死亡，2400多人被俘，英法聯(lián)軍陣地被打開了一個7-8千米的正面口子。 27第27頁，共45頁。哈伯因合成氨于1918年獲諾貝爾化學獎。哈伯在第一次世界大戰(zhàn)期間，還從事毒氣武器的研制，因

10、而遭到各國科學家的指責。歷史告訴人們，科學是一把雙刃劍，僅僅注目于科學和技術的進步是不夠的，必須站在人民和進步事業(yè)的立場上，讓科學為人類的幸福服務。28第28頁，共45頁。 化學武器分類：神經(jīng)性毒劑（沙林、VX、梭曼、塔崩）糜爛性毒劑（芥子氣、路易氏氣）全身中毒性毒劑（氫氰酸、氯化氰）窒息性毒劑（光氣、雙光氣）失能性毒劑（BZ）刺激性毒劑（CS、苯氯乙酮、亞當氏氣）植物殺傷劑 29第29頁，共45頁。 一九三八年十二月，德國科學家哈恩發(fā)現(xiàn)了鈾被中子轟擊后發(fā)生核裂變反應。五、核武器30第30頁，共45頁。1939年1月，德國女科學家梅特涅對原子核裂變作出了解釋，估算出一個鈾核裂變會釋放出2億電子

11、伏特的巨大能量。31第31頁，共45頁。32第32頁，共45頁。原子彈 原子彈是利用鈾-235或钚-239等重原子核裂變反應，瞬間釋放巨大能量達到破壞效果的核武器，也稱裂變彈。根據(jù)核裝料的不同，可分為鈾彈和钚彈。以鈾-235作為核裝料的稱鈾彈，以钚-239作為核裝料的稱為钚彈。1千克的鈾-235或钚-239如果完全裂變，裂變和衰變過程中總共可釋放約兩萬噸TNT當量的能量。 33第33頁，共45頁。1945年8月6日，美國投到日本廣島的稱為“小男孩” （Little Boy)原子彈鈾彈）。相當18000000kg的TNT爆炸當量34第34頁，共45頁。1945年8月9日，一顆名為“胖子”（Fat

12、 Man)的原子彈（钚彈）在長崎落下。35第35頁，共45頁。原子彈爆炸形成的蘑菇云36第36頁，共45頁。氫彈是利用氫的同位素氘、氚等輕原子核的聚變反應瞬時釋放出巨大能量而實現(xiàn)爆炸的核武器，亦稱聚變彈或熱核彈。氫彈的殺傷破壞因素與原子彈相同，但威力比原子彈大得多。原子彈的威力通常為幾百至幾萬噸梯恩梯當量，氫彈的威力則可大至幾千萬噸。還可通過設計增強或減弱其些破壞因素，其戰(zhàn)術技術性能比原子彈更好。氫 彈37第37頁，共45頁。氫彈空中爆炸的火球 38第38頁，共45頁。 軍事領域無處無化學利用金屬焰色反應的特征,可制造瑰麗多彩的信號彈。鍶的焰色反應呈洋紅色,因此可用硝酸鍶來制造紅色信號彈,硝酸

13、鉀可用來制造葡萄紫色的信號彈。具有堅強性格的未來“第三金屬”鈦,能制造飛機!火箭,還能制造坦克、軍艦、核潛艇等。鈦沒有磁性,磁性水雷對這種潛艇無能為力。神奇的雷達是飛機的“照妖鏡”,然而,一種叫鐵氧體的化學涂料,它能吸收雷達波。因此明察秋毫的雷達對涂有這種化學涂料的隱形飛機也無能為力。39第39頁，共45頁。 綜上所述,我們可以深刻認識到化學已滲透到軍事的各個領域之中,為了保衛(wèi)祖國,鞏固國防,在戰(zhàn)爭的危險還沒有消除的今天,努力下苦功,學好化學無疑是十分重要的。 40第40頁，共45頁。1.4 化學在軍事中應用的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀 在人類文明進化的長河中，將化學知識應用于軍事的歷史，如同人類文明的歷

14、史一樣悠久?；瘜W反應式被扭曲了-人類文明史上出現(xiàn)了化學的軍事應用。41第41頁，共45頁。1.4 化學在軍事中應用的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀 從火藥到高爆炸藥的發(fā)明和應用，化學材料的發(fā)明和應用，以及各種化學毒劑與武器的發(fā)明和應用。遠古人類的火攻 火器時代火藥、高爆炸藥的應用（化學能源導致軍事革命）化學材料的發(fā)明（奠定了戰(zhàn)爭的物質(zhì)基礎）化學戰(zhàn)42第42頁，共45頁。公元前559年 中國13國聯(lián)合伐秦公元前5世紀（431年） 古希臘伯羅奔尼撒戰(zhàn)爭19141918年 第一次世界大戰(zhàn)第二次世界大戰(zhàn) 19371945年 日軍侵華戰(zhàn)爭19501953年 美軍侵朝戰(zhàn)爭19621970年 美國侵越戰(zhàn)爭1979年 前蘇聯(lián)侵略阿富汗戰(zhàn)爭1981年 越南在柬埔寨和老撾使用化學武器兩伊戰(zhàn)爭43第43頁，共45頁?；仡櫥瘜W發(fā)展過程，化學史上每一個重大的化學成就都是在一定的社會背景條件下產(chǎn)生，合成氨的成功