第6章 彈藥的起爆機理

1第6章炸藥的起爆機理2主要內(nèi)容6.1基本概念6.2熱起爆機理6.3機械作用起爆機理6.4沖擊波起爆機理36.1基本概念46.1基本概念1、感度(Sensitivity)炸藥雖然是一種能夠發(fā)生爆炸變化的物質(zhì)，但在通常條件下是處于相對穩(wěn)定狀態(tài)的。欲使炸藥發(fā)生爆炸變化，必須給予一定的外界作用，使其失去穩(wěn)定。這種由穩(wěn)定狀態(tài)到失去穩(wěn)定狀態(tài)的轉(zhuǎn)變過程，就是炸藥的起爆過程。炸藥在外界作用下發(fā)生爆炸的難易程度稱為炸藥的敏感度或炸藥的感度(Sensitivity)

。56.1基本概念2、起爆沖能把使炸藥起爆所需的外界作用的臨界能量，稱為初始沖能或起爆沖能。起爆炸藥的能量越小，則表明炸藥越敏感，即感度越大。起爆炸藥的能量越大，則表明炸藥越鈍感，即感度越小。66.1基本概念3、感度的分類根據(jù)外界作用能量形式的不同，感度可分為：加熱感度、火焰感度、撞擊感度、摩擦感度、針刺感度、沖擊波感度、光感度、靜電感度等。各種炸藥對不同形式的初始沖能具有一定的選擇性。例如太安（PETN）、特屈兒（Tetryl）對沖擊波的作用很敏感，所以一般常用來作傳爆藥柱；而斯蒂夫酸鉛對火焰作用很敏感，所以常用在火焰雷管中作第一裝藥。

76.1基本概念同一種裝藥激起起爆所需要的某種形式的能量不是一個嚴(yán)格固定的值。它隨加載方式、加載速度的不同而不同。例如，突然加壓的起爆能量比緩慢加壓的起爆能量要小。同一種炸藥對不同初始沖能的感度之間沒有一定的當(dāng)量關(guān)系。例如，疊氮化鉛對機械能比對熱能要敏感，而斯蒂夫酸鉛則相反。86.1基本概念炸藥在外界作用下可激發(fā)爆炸，那么外界作用是怎樣激發(fā)炸藥的？其化學(xué)物理過程的本質(zhì)是怎樣的？研究炸藥的起爆機理及感度，對于炸藥的安全存儲、運輸、加工處理，以及炸藥的使用，都具有很重要的意義。96.2熱起爆機理106.2熱起爆機理炸藥在熱作用下發(fā)生爆炸的理論探索是從爆炸氣體混合物熱爆炸問題的研究開始的。謝苗諾夫建立了混合氣體的熱自動點火的熱爆炸理論。它的基本觀點是：在一定條件（溫度、壓力及其它條件）下，若反應(yīng)放出的熱量大于熱傳導(dǎo)所散失的熱量，混合氣體就會發(fā)生熱積累，從而使反應(yīng)自動加速，最后導(dǎo)致爆炸。弗蘭克-卡曼涅斯基發(fā)展了定常熱爆炸理論，考慮了溫度在反應(yīng)混合氣體中的空間分布問題。116.2熱起爆機理萊第爾、羅伯遜將熱爆炸理論應(yīng)用于凝聚炸藥的起爆研究中，提出了熱點學(xué)說，揭示了撞擊、摩擦、發(fā)射慣性力等機械作用下炸藥激發(fā)爆炸的機理和物理本質(zhì)。熱爆炸理論可分為定常熱爆炸理論和非定常熱爆炸理論。定常熱爆炸理論研究的重點是發(fā)生熱爆炸的條件，而非定常熱爆炸理論則是重點研究具備熱爆炸條件后，過程發(fā)展的速度。126.2熱起爆機理定常熱爆炸理論又可分為兩種情況：均勻溫度分布和不均勻溫度分布。均溫分布：容器中炸藥各處溫度均相等。不均溫分布：炸藥各處溫度有一分布，中部溫度最高，沿半徑方向向外逐漸降低，壁面處溫度最低。136.2.1均溫分布的定常熱爆炸理論146.2.1均溫分布的定常熱爆炸理論基本假設(shè)：（1）炸藥各處溫度相同。（2）環(huán)境溫度T0＝常數(shù)。（3）炸藥達(dá)到爆炸時的炸藥溫度T大于T0，但兩者差值（T-T0）不大。謝苗諾夫提出了一個熱爆炸的基本模型，用這個模型可以簡單而明確地說明炸藥熱爆炸現(xiàn)象與自身化學(xué)反應(yīng)和外界熱作用之間的相互關(guān)系。如圖6-1所示。156.2.1均溫分布的定常熱爆炸理論圖6-1166.2.1均溫分布的定常熱爆炸理論首先，炸藥在溫度T時，單位時間里由于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而放出的熱量為Q1，此熱量與單位質(zhì)量的炸藥產(chǎn)生的熱量q（J/kg）和化學(xué)反應(yīng)速率W(kg/s)有關(guān)，即

……(1)

并認(rèn)為初始分解過程屬于單分子分解反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)速度可以用Arrhenius(阿累尼烏斯)公式來表示，即：

……(2)式中m——炸藥質(zhì)量；

——炸藥活化能；

R——氣體常數(shù)。176.2.1均溫分布的定常熱爆炸理論由（2）式可知，炸藥進(jìn)行放熱化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的熱量與溫度的關(guān)系符合指數(shù)曲線，該曲線稱為得熱線，如圖6-2所示。

186.2.1均溫分布的定常熱爆炸理論在單位時間里系統(tǒng)因熱傳導(dǎo)而散失的熱量為：

……(3)式中——導(dǎo)熱系數(shù)；S——傳熱面積；

——環(huán)境溫度。而（3）式為一條直線，稱為失熱線，如圖6-3所示。196.2.1均溫分布的定常熱爆炸理論圖6-3失熱曲線206.2.1均溫分布的定常熱爆炸理論圖6-4炸藥得熱和失熱的三種情況216.2.1均溫分布的定常熱爆炸理論當(dāng)炸藥的初溫等于周圍環(huán)境的溫度，即時，炸藥因化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的熱量大于散失的熱量，Q1>Q2，溫度自動升高，得熱和失熱都增加，但從圖中可見在此溫度范圍內(nèi)失熱增加比得熱情況增加要快。當(dāng)溫度升高到A點的位置時，Q1＝Q2，溫度也會自動調(diào)節(jié)降低趨于A點。226.2.1均溫分布的定常熱爆炸理論如果炸藥周圍環(huán)境的溫度T0＝T03，從圖7－4可知，得熱曲線在失熱曲線的上方。在此種情況下，炸藥處于任何溫度時都因Q1>Q2，溫度不斷升高，最后導(dǎo)致熱爆炸。當(dāng)周圍環(huán)境的溫度T0＝T02時，這時失熱曲線與得熱曲線相切于B點，對應(yīng)的溫度為Tc。開始得熱大于失熱，溫度升高，Q1和Q2都增加。當(dāng)?shù)竭_(dá)切點Tc時，Q1＝Q2，建立起熱平衡。如果某些偶然因素導(dǎo)致炸藥的溫度升高，由于Q1>Q2，反應(yīng)速度就會急劇增加，直至爆炸。236.2.1均溫分布的定常熱爆炸理論

表示熱爆炸前的升溫情況。從數(shù)學(xué)上看，切點必須滿足兩個條件，即不但Q1和Q2在該點的數(shù)值相等，且兩條曲線的斜率也相等，即

Q1＝Q2

……(4)

……(5)246.2.1均溫分布的定常熱爆炸理論把（2）和（3）式代入（4）和（5）式，可得：

…(6)

……(7)（6）和（7）式聯(lián)立消去，得到

……(8)它的解為：……(9)256.2.1均溫分布的定常熱爆炸理論對于大多數(shù)炸藥，取負(fù)號的解，因為正號的解不符合實際情況。由于的值很小，取上式在附近的級數(shù)展開：

(10)266.2.1均溫分布的定常熱爆炸理論由于的值很小，可忽略上式中第三項后的各項，得：

……(5)

因此，炸藥熱爆炸前的升溫為：

……(6)如果，則系統(tǒng)不可能發(fā)生熱爆炸；如果，則系統(tǒng)必然發(fā)生熱爆炸。276.2.1均溫分布的定常熱爆炸理論例如：RDX（黑索今）在T0＝277℃（550K）時發(fā)生爆炸，根據(jù)RDX分子的活化能Ea＝209275J/g，則RDX達(dá)到爆炸時的臨界溫度為：由此可知，環(huán)境溫度T0＝277℃時，若炸藥發(fā)生爆炸，則此時炸藥溫度為289℃。286.2.1均溫分布的定常熱爆炸理論炸藥能否發(fā)生熱爆炸，不僅與配方性質(zhì)有關(guān)，而且與周圍環(huán)境有關(guān)，同樣也與傳熱系數(shù)有關(guān)。因此，炸藥在運輸和儲存過程中要有良好通風(fēng)散熱條件，避免熱爆炸災(zāi)害性事故。296.2.1均溫分布的定常熱爆炸理論環(huán)境溫度T02是量變到質(zhì)變的數(shù)量界限，環(huán)境溫度低于T02時，得熱線與失熱線相交，炸藥處于交點溫度，進(jìn)行穩(wěn)定的、緩慢的反應(yīng)，不會導(dǎo)致爆炸。而當(dāng)環(huán)境溫度大于T02時，曲線將在直線之上，得熱大于失熱，反應(yīng)將自行加快，最后導(dǎo)致爆炸。T02是炸藥能夠?qū)е卤ǖ淖畹偷沫h(huán)境溫度。稱T02為炸藥的爆發(fā)點。306.2.1均溫分布的定常熱爆炸理論炸藥爆發(fā)點并不是爆發(fā)瞬間炸藥的溫度。爆發(fā)點是炸藥分解自行加速開始時環(huán)境的溫度。從開始自行加速到爆炸有一定的時間，稱為爆發(fā)延滯期。爆發(fā)點不是炸藥的物理常數(shù)，不僅與炸藥性質(zhì)有關(guān)，而且與介質(zhì)的傳熱條件有關(guān)。316.2.2炸藥的熱感度326.2.2炸藥的熱感度通常情況下，炸藥的加熱感度用爆發(fā)點來表示；火焰感度用發(fā)火上下限法表示。1、爆發(fā)點測定凝聚炸藥的爆發(fā)點有兩種方法：（1）一定量的炸藥，從某一溫度開始，以等速加熱，記錄從開始受熱到發(fā)火或爆炸的時間和介質(zhì)的溫度，此溫度即為爆發(fā)點。（2）一定量的炸藥，在一定實驗條件下，測定延滯期與溫度的關(guān)系，實驗結(jié)果用圖表示。這種方法比較精確。336.2.2炸藥的熱感度

實驗裝置如圖6-5所示。346.2.2炸藥的熱感度測定時，首先進(jìn)行預(yù)備試驗：將合金浴加熱到100～1500C左右，放入一支盛有炸藥試樣的雷管殼，并繼續(xù)升高溫度直至爆炸，記錄爆炸時的溫度，以定出正式試驗時的溫度范圍。356.2.2炸藥的熱感度測定時，將合金浴加熱并恒定于預(yù)定溫度，再把裝有一定量炸藥（火藥、猛炸藥通常取20mg~30mg，起爆藥取10mg）的雷管殼迅速放入合金浴，同時打開秒表，記錄爆炸或發(fā)火延滯時間。連續(xù)求出不同的恒定溫度T1、T2、T3、…、Tn所對應(yīng)的延滯期τ1、τ2、τ3…τn。366.2.2炸藥的熱感度根據(jù)試驗作出T與τ，lnτ與1/T的關(guān)系圖，由τ-T圖可求得5s延滯期爆發(fā)點。試驗得到的凝聚炸藥爆發(fā)點與延滯期的關(guān)系為：lnτ=A+E/RT

式中τ為延滯期(s)；E為與爆炸反應(yīng)相應(yīng)的炸藥活化能(J/mol)；R為通用氣體常數(shù)；A為與炸藥有關(guān)的常數(shù)；T為爆發(fā)點(K)。測得的爆發(fā)點越低，說明炸藥的感度越大，反之則感度越小。376.2.2炸藥的熱感度爆發(fā)點/K爆發(fā)點/K炸藥名稱5s延滯期5min延滯期炸藥名稱5s延滯期5min延滯期黑火藥－583~588奧克托今608－無煙藥473453~473梯恩梯748568～573硝化甘油495473~478特屈兒520463～467太安498478~488阿馬托80/20－573爆膠－475～481雷汞483443～453硝化棉（16.3%N)503－三硝基間苯二酚鉛－543～553硝基胍548－梯/黑50/50493－黑索今533488～493疊氮化鉛618598～613386.2.2炸藥的熱感度2、火焰感度的表示方法和實驗火焰感度的表示方法和實驗方法很多，但都比較粗糙。最簡單的方法就是用密閉火焰感度儀進(jìn)行測定。在一定條件下，黑火藥燃燒時噴出的火焰或火星作用在炸藥的表面上，觀察是否發(fā)火，以發(fā)火的上下限來表示火焰感度。396.2.2炸藥的熱感度上限是指炸藥100％發(fā)火的最大距離（黑火藥藥柱下端面到炸藥表面的距離），下限是指100％不發(fā)火的最小距離。上限大則炸藥的火焰感度大，下限大則炸藥的危險性大。實驗如圖6-6所示。406.2.2炸藥的熱感度圖6-6密閉火焰感度儀簡圖1-刻度尺；2-固定黑火藥柱；3-火冒臺

416.2.2炸藥的熱感度對于起爆藥，若比較其準(zhǔn)確發(fā)火的難易程度，應(yīng)比較上限。從安全角度考慮應(yīng)絕對避免和火焰接觸。因此目前已不測定其下限。炸藥名稱100%發(fā)火的最大距離/cm炸藥名稱100%發(fā)火的最大距離/cm雷汞20特屈拉辛15疊氮化鉛<8二硝基重氮酚17斯蒂酚酸鉛54黑火藥2426.3機械作用起爆機理436.3機械作用起爆機理最早是貝爾特羅提出的“熱假說”：機械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使整個受試驗的炸藥溫度升高到爆發(fā)點，使炸藥發(fā)生爆炸。該觀點受到質(zhì)疑。因為即使起爆沖擊能全部轉(zhuǎn)化為熱能被它吸收，象雷汞這樣的炸藥的溫度也只能提高200C左右，根本不能使雷汞爆炸。后來又出現(xiàn)“摩擦化學(xué)假設(shè)”，沒有實驗依據(jù)。熱點學(xué)說——較為公認(rèn)。443.6.1炸藥起爆的熱點學(xué)說453.6.1炸藥起爆的熱點學(xué)說1、熱點學(xué)說的基本觀點熱點學(xué)說認(rèn)為，在機械作用下，產(chǎn)生的熱來不及均勻地分布到全部試樣上，而是集中在試樣個別的小點上，例如集中在個別結(jié)晶的兩面角，特別是多面棱角或小氣泡處。在這些小點上溫度達(dá)到高于爆發(fā)點的值時，就會在這些小點處開始爆炸。這種溫度很高的局部小點稱之為熱點（或反應(yīng)中心）。463.6.1炸藥起爆的熱點學(xué)說2、熱點形成的原因炸藥中空氣隙或氣泡在機械作用下的絕熱壓縮；炸藥顆粒之間，炸藥與雜質(zhì)之間、炸藥與容器壁之間發(fā)生摩擦而生熱；液態(tài)炸藥（或低熔點炸藥）高速黏性流動加熱；超聲振動、高能粒子（電子、α粒子、中子等）轟擊、靜電放電、強光輻射、晶體成長中的內(nèi)應(yīng)力等。473.6.1炸藥起爆的熱點學(xué)說3、熱點成長為爆炸的條件只有當(dāng)形成的熱點滿足一定條件，即具有足夠大的尺寸、足夠高的溫度和放出足夠的熱量時，才能逐漸發(fā)展而使整個炸藥爆炸。研究表明，一般炸藥熱點要具備以下條件才能成長為爆炸：（1）熱點溫度：300～600度；（2）熱點半徑：10-3cm～10-5cm；（3）熱點作用時間：10-7s以上；（4）熱點所具有的熱量：10-8J～10-10J。483.6.1炸藥起爆的熱點學(xué)說4、熱點的成長過程熱點形成和發(fā)展過程可分成以下幾個階段。（1）熱點形成階段。（2）由熱點向周圍著火燃燒階段（快速燃燒過程）。（3）由快速燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)榈退俦Z。（4）由低速爆轟轉(zhuǎn)為高速爆轟。

注：熱點成長不一定必須經(jīng)歷以上四個階段，如疊氮化鉛的爆轟成長過程不存在燃燒階段。493.6.2炸藥的機械感度503.6.2炸藥的機械感度炸藥的機械感度是指在機械作用下發(fā)生爆炸的難易程度。炸藥在生產(chǎn)、運輸、使用時，不可避免地要發(fā)生一些機械撞擊、摩擦、擠壓等作用。在這些作用下，炸藥是否會發(fā)生爆炸，怎樣才能保證炸藥生產(chǎn)、運輸和使用過程中的安全，是研究機械感度的目的。按機械作用的形式，炸藥的機械感度包括：撞擊感度、摩擦感度和針刺感度。51一、炸藥撞擊感度52一、炸藥撞擊感度1、撞擊感度測定裝置常見測定炸藥撞擊感度的儀器是立式落錘儀。這種落錘儀的結(jié)構(gòu)如圖6-7所示。它有兩個固定的相互平行的立式導(dǎo)軌，重錘在導(dǎo)軌之間自由上下滑動，重錘可通過鋼抓調(diào)整高度。錘的質(zhì)量分2kg、5kg、10kg和20kg。重錘下落后，由火花、煙霧或聲響判斷炸藥是否發(fā)生爆炸。53一、炸藥撞擊感度圖6-7立式落錘儀

54一、炸藥撞擊感度2、撞擊感度的表示方法與實驗測定用立式落錘儀測定炸藥的感度，主要有以下幾種表示方法：（1）爆炸百分?jǐn)?shù)法它是在一定落錘質(zhì)量和一定落高下撞擊炸藥，以發(fā)生爆炸的百分?jǐn)?shù)表示。最常用的實驗條件為落錘質(zhì)量10kg，落高25cm，藥量為0.05±0.001g，一組25次，計算其爆炸百分?jǐn)?shù)。55一、炸藥撞擊感度（2）上下限法爆炸感度的上限是指100％爆炸的最小落高H100，下限是指100％不爆炸的最大落高H0。實驗測定撞擊感度的上下限時，采用質(zhì)量一定的落錘，改變落高，平行實驗一般為10次。從安全角度出發(fā)，一般參考下限。56一、炸藥撞擊感度（3）特性落高法50％爆炸的落高稱為特性落高H50。有些情況下，可采用H50表示炸藥的撞擊感度。對特性落高H50，可根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計中的“階梯法”，作20次試驗，用下式計算求得：

……(1a)或……(1b)57一、炸藥撞擊感度式中，A——20次試驗中最低落高（cm）；

B——試驗間距（cm）；

D——20次試驗中發(fā)生爆炸的次數(shù)；

D’——20次試驗中不發(fā)生爆炸的次數(shù)；

i——落高水平序數(shù)，從0，1,…,i；

Ci——在某一落高中發(fā)生爆炸的次數(shù)；

C’i——在某一落高中不發(fā)生爆炸的次數(shù)。58一、炸藥撞擊感度【例】某試驗階梯表如表6-1所示，該表按落高大小排列階梯式次序。由前一個試驗結(jié)果來確定后一試驗所需的落高大小，如果前一次試驗不炸，則后一次試驗落高提高一級。如果前一次試驗炸，則后一次試驗落高降低一級。此試驗按這種方式連續(xù)進(jìn)行到一預(yù)定次數(shù)為止。59一、炸藥撞擊感度表6-1落高階梯表60一、炸藥撞擊感度對上述試驗結(jié)果進(jìn)行處理，見表6-2所示。表6-2試驗結(jié)果處理61一、炸藥撞擊感度還可以得到：A＝30cm，B＝5cm，

D＝10，D’＝10

，或62一、炸藥撞擊感度【作業(yè)】：根據(jù)落錘實驗規(guī)則，填充下表（第2、5、8、10、14列），用“×”表示不炸，用“O”表示炸，并統(tǒng)計每個落高下的爆炸次數(shù)與不炸次數(shù)。計算H50的值。落高/cm1234567891011121314151617181920炸不炸25×30O××O×O×××35OOOOO4063二、炸藥的摩擦感度64二、炸藥的摩擦感度一定量的炸藥試樣受到一短暫而強烈的恒定機械摩擦功的作用，觀察是否發(fā)生爆炸（含燃燒、分解），以爆炸百分率比表示摩擦感度值。手榴彈中的拉火管是靠摩擦發(fā)火的。試驗在國產(chǎn)WM－1型擺式摩擦儀上進(jìn)行。如圖6-8所示。65二、炸藥的摩擦感度圖6-8摩擦感度測定儀66二、炸藥的摩擦感度試驗條件為：擺錘質(zhì)量為1500±1.5g，擺角900；表壓為4MPa；滑柱移動距離為1.5～2mm，單質(zhì)炸藥試樣質(zhì)量為20mg，混合炸藥試樣為30mg。試驗前用精制特屈兒對儀器進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定值為12±8％。67三、炸藥對槍擊的感度68三、炸藥對槍擊的感度當(dāng)炸藥在運輸或使用過程中受到意外槍擊時，其安全性可用槍擊感度來評價。槍擊感度用來表示炸藥對子彈或破片撞擊的敏感性。用于槍擊試驗的樣品和試驗場地布置如圖6-9所示。69三、炸藥對槍擊的感度圖6-9槍擊感度試驗70三、炸藥對槍擊的感度樣品：Ф50×76mm。場地：距樣品27m處用槍射擊（56式7.62mm半自動步槍或12.7mm機槍）；距樣品3m處放置傳感器，測定樣品爆炸沖擊波超壓。每組試驗為6～10發(fā)。71四、蘇珊試驗72四、蘇珊試驗蘇珊（Susan)試驗是一種彈丸撞擊感度試驗。主要模擬固體炸藥在高速碰撞時的安全性能。蘇珊試驗彈如圖6-10所示。彈質(zhì)量5.44kg，口徑Ф82mm，裝藥質(zhì)量320～400g。73四、蘇珊試驗圖6-10蘇珊試驗彈74四、蘇珊試驗用炮將蘇珊彈發(fā)射出炮口，并在彈丸飛行的正前方3.7m處垂直豎立一裝甲靶板。彈丸撞靶后，頂端鋁帽發(fā)生破裂，彈內(nèi)裝藥受到?jīng)_擊、擠壓及摩擦等因素的作用，可能引起點火，甚至成長為爆轟。通過光電系統(tǒng)可以測量彈丸的飛行速度；通過高速攝影可詳細(xì)記錄彈丸的著靶姿態(tài)以及撞靶后擠壓變形甚至點火爆炸的過程；通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以測量炸藥爆炸后形成的空氣沖擊波超壓。75五、慣性力感度76五、慣性力感度加速、減速過程，炸藥將受到很大的慣性力作用。在裝藥截面上會產(chǎn)生一定的應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力的大小超過炸藥裝藥所能承受的數(shù)值時，就可能引起爆炸。一般采用臨界應(yīng)力來表征炸藥對慣性力的感度。炸藥100％不發(fā)生膛炸和早炸時所能承受的最大應(yīng)力叫做炸藥的臨界應(yīng)力。77五、慣性力感度炸藥的臨界應(yīng)力通常通過模擬炮彈進(jìn)行射擊試驗測出。發(fā)射時炸藥是否發(fā)生爆炸取決于臨界應(yīng)力與最大應(yīng)力之間的關(guān)系。如果最大應(yīng)力超過炸藥的臨界應(yīng)力，則可能發(fā)生爆炸，如果最大應(yīng)力小于臨界應(yīng)力，一般不會發(fā)生爆炸。在設(shè)計時，一般要求所使用的應(yīng)力（即許用應(yīng)力）必須大大低于臨界應(yīng)力，一般取786.4沖擊波起爆機理796.4沖擊波起爆機理一種炸藥爆炸后產(chǎn)生的沖擊波通過某一介質(zhì)起爆另一炸藥。如：引信的傳爆藥柱爆炸后往往經(jīng)過金屬管殼、紙墊或空氣隙引爆主裝藥；聚能裝藥中用隔板來調(diào)整波形。殉爆。從起爆機理上看，均質(zhì)炸藥和非均質(zhì)炸藥的沖擊起爆機理是不同的。806.4.1均質(zhì)炸藥的沖擊起爆816.4.1均質(zhì)炸藥的沖擊起爆所謂均質(zhì)炸藥是指物理結(jié)構(gòu)非常均勻，具有均一的物理與力學(xué)性質(zhì)的炸藥，如液態(tài)硝基甲烷、溶化的TNT、RDX和太安炸藥的單晶均屬于均質(zhì)炸藥。研究表明，對于這類炸藥，在沖擊波進(jìn)入炸藥后，在波陣面后首先受到?jīng)_擊的一層炸藥整體被加熱，激發(fā)爆轟化學(xué)反應(yīng)，形成超高速爆轟波，該超速爆轟波趕上初始的入射沖擊波后在未受沖擊的炸藥中發(fā)展成穩(wěn)定的爆轟。826.4.1均質(zhì)炸藥的沖擊起爆這種沖擊起爆模型最早是由Campbell等學(xué)者在實驗觀察基礎(chǔ)上提出來的。實驗裝置如圖1所示。典型的照片如圖2所示。圖1沖擊起爆液體均質(zhì)炸藥的實驗裝置圖2硝基甲烷引爆發(fā)光掃描照片836.4.1均質(zhì)炸藥的沖擊起爆846.4.1均質(zhì)炸藥的沖擊起爆t沖擊波微元軌跡化學(xué)反應(yīng)沖擊波實測平均爆速Xt1t2856.4.1均質(zhì)炸藥的沖擊起爆Capbell等人發(fā)現(xiàn)，起爆的延遲時間，起爆發(fā)生的位置受到初始沖擊波強度、炸藥初溫、隔板厚度及表面粗糙度的影響。如沖擊壓力由8.6GPa增加到8.9GPa時，起爆延遲時間由2.26us減小到1.74us；硝基甲烷的初始溫度由1.6度增加到26.8度時，延遲時間由5.0us縮短到1.8us。866.4.1均質(zhì)炸藥的沖擊起爆起爆深度：是指炸藥中出現(xiàn)爆轟點的位置距隔板－炸藥分界面的距離，它與初始沖擊波強度、隔板厚度及隔板粗糙度有關(guān)。臨界起爆壓力：當(dāng)入射壓力低于某一臨界值時，被發(fā)炸藥將不能被起爆，此壓力稱之為炸藥的臨界起爆壓力，用Pc來表示。87886.4.2非均質(zhì)炸藥的沖擊起爆896.4.2非均質(zhì)炸藥的沖擊起爆1.非均質(zhì)炸藥沖擊起爆的現(xiàn)象及特點所謂非均質(zhì)炸藥是指炸藥在澆鑄、結(jié)晶過程或壓裝過程所引起的炸藥物理結(jié)構(gòu)的不均勻性，如氣泡、縮孔、裂紋、粗結(jié)晶、密度不均勻以及由于種種原因在炸藥中混入雜質(zhì)等。實驗研究表明，非均勻炸藥沖擊起爆現(xiàn)象特點就是起爆從受沖擊炸藥中的某些局部高溫區(qū)——即所謂“熱點”處開始。906.4.2非均質(zhì)炸藥的沖擊起爆熱點形成的原因：1、在有氣泡或縮孔的部位，由于沖擊絕熱壓縮作用而形成很高的溫度，形成熱點；2、在強沖擊下炸藥晶粒間，炸藥晶粒與硬質(zhì)雜質(zhì)間會發(fā)生急烈的摩擦，從而形成熱點；3、縮孔或較大空穴處在沖擊作用下發(fā)生的高速塌陷，或由于高速粘塑性形變而引起的粘性流動、局部絕熱剪切和斷裂破壞，以及沖擊加載時發(fā)生的相變等。916.4.2非均質(zhì)炸藥的沖擊起爆美國學(xué)者Campbell等人在1961年做了氣泡沖擊壓縮形成熱點的實驗，在硝基甲烷液體中加入不同尺寸的氬氣泡。如圖3所示。圖3926.4.2非均質(zhì)炸藥的沖擊起爆還用鎢或塑料的小圓柱體代替氣泡做了沖擊起爆實驗，發(fā)現(xiàn)也能成為起爆中心，如圖4所示。圖4936.4.2非均質(zhì)炸藥的沖擊起爆前蘇聯(lián)的科學(xué)家在1963年用電磁傳感器測隔板－炸藥分界面運動速度的變化來判斷被發(fā)炸藥是否起爆。946.4.2非均質(zhì)炸藥的沖擊起爆前蘇聯(lián)科學(xué)家在研究分析實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，得出均質(zhì)炸藥與非均質(zhì)炸藥的沖擊起爆有很大的不同：（1）在均質(zhì)炸藥中，初始沖擊波的速度是恒定的或隨時間而略為降低。而在非均質(zhì)炸藥中，相應(yīng)的波在它整個傳播過程中是加速的。（2）在均相炸藥中，到高速爆轟的過渡是很突然的，在非均相炸藥中，此過渡沒有這樣突然。956.4.2非均質(zhì)炸藥的沖擊起爆（3）均質(zhì)炸藥起爆所需的沖擊波壓力要比非均質(zhì)炸藥高得多。（4）均質(zhì)炸藥中觀察到起爆發(fā)生在隔板－炸藥的分界面處，而壓裝的非均質(zhì)炸藥中激發(fā)爆轟的地點往往在沖擊波陣面及其附近，具有較短的起爆延遲時間。966.4.2非均質(zhì)炸藥的沖擊起爆（5）在均相炸藥中，直到起爆開始之前，初始沖擊波后面的物質(zhì)基本上不導(dǎo)電。在非均相炸藥中，初始沖擊波陣面后的物質(zhì)是完全導(dǎo)電的，并且過渡到高速爆轟時，變得更明顯。（6）在均相炸藥中，起爆過程對于初溫的變化或沖擊波壓力的變化比在非均相炸藥中敏感。976.4.2非均質(zhì)炸藥的沖擊起爆2.非均質(zhì)炸藥沖擊起爆的機理——“熱點