第十講-炸藥及其爆炸作用

第十講-炸藥及其爆炸作用軍事化學(xué)導(dǎo)論

3炸藥及其爆炸作用3.1炸藥的合成、發(fā)展及軍用價(jià)值3.1.1概述最早的炸藥——黑色火藥，是由中國唐代（618－907）的煉丹師發(fā)明的，最早的文字記載見諸于名醫(yī)兼煉丹家孫思邈（581－682）所著《丹經(jīng)內(nèi)伏硫磺法》?；鹚幵谔拼┢谟糜谲娛禄顒?dòng)，立即顯示出巨大的威力，后由蒙古人和阿拉伯人傳入歐洲。黑火藥由硝石、硫磺、木炭三者組成。

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(shí)，可產(chǎn)生280升氣體，體積可膨脹近萬倍。由于爆炸時(shí)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3.1.1概述3.1.1概述（1）火藥、炸藥與煙火劑的功能黑火藥發(fā)展成為做功形式不同和組分不同的藥劑，即火藥、炸藥和煙火劑?；鹚幹饕糜跇屌趶椡璧陌l(fā)射，炸藥主要用于爆炸做功，煙火劑主要用于產(chǎn)生光、煙等效應(yīng)。3.1.1概述（2）含能材料的內(nèi)涵火藥、炸藥和煙火劑都是處于亞穩(wěn)定狀態(tài)的一類物質(zhì)，其主要的化學(xué)反應(yīng)是燃燒和爆炸。重要特征：它們是分子中有含能基團(tuán)的化合物，或含有該化合物的混合物，或含有氧化劑、可燃物的混合物。這些含能基團(tuán)可能是≡C－NO2、＝N－NO2、－O－NO2、－ClO4、－NF2、－N3、－N＝N－等。它們的化學(xué)反應(yīng)可以在隔絕大氣的條件下進(jìn)行。他們的化學(xué)反應(yīng)能在瞬間輸出巨大的功率。3.1.1概述（3）炸藥炸藥是在一定的外界作用下（如受熱、撞擊）能發(fā)生爆炸，同時(shí)釋放熱量并形成高熱氣體的化合物或混合物。禮花源于焰火，焰火源于火藥3.1.219世紀(jì)中后期硝基化合炸藥的合成及其對炸藥發(fā)展的重要意義（1）合成炸藥首次面世合成炸藥首次面世1846年，意大利化學(xué)家索布雷羅(AscamioSobrero,1812-1888)將無水甘油慢慢地加到濃硝酸和濃硫酸混合物中，得到了硝化甘油，這是世界上合成炸藥首次面世。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(dòng)都會(huì)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(qiáng)大的新式炸藥。3.1.219世紀(jì)中后期硝基化合炸藥的合成及其對炸藥發(fā)展的重要意義（1）合成炸藥首次面世合成炸藥首次面世1867年，瑞典化學(xué)家諾貝爾(AlfredNobel,1833-1896)發(fā)現(xiàn)硅藻土可以吸收硝化甘油，被吸收的硝化甘油仍保持有爆炸性能，但敏感性大大降低，使用時(shí)用一個(gè)裝有雷酸汞的雷管即可起爆，而在一般情況下可以比較安全的儲存、運(yùn)輸和使用。3.1.219世紀(jì)中后期硝基化合炸藥的合成及其對炸藥發(fā)展的重要意義（1）合成炸藥首次面世棉花發(fā)怒了俄羅斯舜卞發(fā)現(xiàn)臭氧(O3)舜卞把濃硝酸、濃硫酸的混合液傾注到碘、磷、硫、糖、紙張以及棉花等各種物質(zhì)上面，結(jié)果是：糖變成了炭；普通紙張變成了羊皮紙；至于棉花呢……棉花變成火藥了！一種全新的、無煙的爆炸物。

3.1.219世紀(jì)中后期硝基化合炸藥的合成及其對炸藥發(fā)展的重要意義（1）合成炸藥首次面世超級轟炸1884年，法國化學(xué)家、工程師P·維埃利發(fā)明無煙火藥。無煙火藥燃燒后沒有殘?jiān)?，不發(fā)或只發(fā)少量煙霧，卻可使發(fā)射的彈丸射程、彈道平直性和射擊精度均有較大提高。無煙火藥促進(jìn)了連發(fā)火器的誕生。

3.1.219世紀(jì)中后期硝基化合炸藥的合成及其對炸藥發(fā)展的重要意義（1）合成炸藥首次面世羽毛能引起爆炸雷酸汞Hg(ONC)2.H2O

3.1.219世紀(jì)中后期硝基化合炸藥的合成及其對炸藥發(fā)展的重要意義（1）合成炸藥首次面世在炸藥發(fā)明家中，最著名的當(dāng)屬被譽(yù)為“現(xiàn)代炸藥之父”的瑞典科學(xué)家、發(fā)明家和企業(yè)家諾貝爾（AlfredBernhardNobel，1833－1896）。他在1862～1887年先后發(fā)明了達(dá)納炸藥、膠質(zhì)達(dá)納炸藥以及特種達(dá)納炸藥。

3.1.219世紀(jì)中后期硝基化合炸藥的合成及其對炸藥發(fā)展的重要意義（1）合成炸藥首次面世苦味酸1771年，英國人沃爾夫（PeterWoulfe）首次合成了苦味酸，它是一種猛炸藥，又稱黃色炸藥。

3.1.219世紀(jì)中后期硝基化合炸藥的合成及其對炸藥發(fā)展的重要意義（1）合成炸藥首次面世TNT被稱為“炸藥之王”的TNT是由威爾勃蘭德（JosephWilbrand）在1863年發(fā)明的。2,4,6-三硝基甲苯(TNT)

TNT（2,4,6-Trinitrotoluene）的分子結(jié)構(gòu)示意圖3.1.219世紀(jì)中后期硝基化合炸藥的合成及其對炸藥發(fā)展的重要意義（1）合成炸藥首次面世RDX被稱為“旋風(fēng)炸藥”的黑索金是德國人亨寧（GeorgFriedrichHenning）于1899年發(fā)明的。

1,3,5-三硝基-1,3,5-三氮雜環(huán)己烷(RDX)（環(huán)三次甲基三硝銨），分子式為C3H6N6O6

3.1.320世紀(jì)初和中期各國使用的硝銨炸藥硝銨炸藥是機(jī)械混合炸藥的一種，一般是由氧化劑和可燃物組成，并按一定氧平衡混合而成。爆炸物為硝銨炸藥膨化硝銨炸藥3.1.320世紀(jì)初和中期各國使用的硝銨炸藥（1）第二次世界大戰(zhàn)中，德、日采用的部分硝銨炸藥德軍采用的部分硝銨炸藥阿莫納爾：硝酸銨70%，TNT20%，鋁粉10%，用做燃燒彈、航彈和迫擊炮彈裝藥；阿莫切克期：硝酸銨50%，TNT40%，黑索金10%，用做航彈、魚雷裝藥。

3.1.320世紀(jì)初和中期各國使用的硝銨炸藥（1）第二次世界大戰(zhàn)中，德、日采用的部分硝銨炸藥日軍采用的部分硝銨炸藥硝那藥：硝酸銨90%，二硝基苯10%，用于爆破炮彈裝藥；安王藥：硝酸銨51%，硝酸胍34%，黑索金15%，用于炮彈裝藥；硝斗藥：硝酸銨70%，TNT30%，用于炮彈、航彈裝藥。

3.1.320世紀(jì)初和中期各國使用的硝銨炸藥（2）第二次世界大戰(zhàn)中，美、蘇采用的部分硝銨炸藥美軍采用的部分硝銨炸藥DBX：硝酸銨21%，TNT40%，黑索金21%，鋁粉18%，用于深水炸彈、魚雷裝藥；Nitrostorch；硝化淀粉40%，硝酸銨37.7%，硝酸鋇20%，又累0.8%，安定劑1.5%，用于爆破手榴彈裝藥。

3.1.320世紀(jì)初和中期各國使用的硝銨炸藥（2）第二次世界大戰(zhàn)中，美、蘇采用的部分硝銨炸藥蘇軍采用的部分硝銨炸藥基納蒙(90/10)：硝酸銨90%，豆餅粉（或樹皮粉）10%，用于120、82迫擊炮；基納蒙(88/12)：硝酸銨88%，棉稈（或洋麻基）粉12%，用于120迫擊炮殺傷彈裝藥。

3.1.320世紀(jì)初和中期各國使用的硝銨炸藥（3）抗日戰(zhàn)爭時(shí)期我軍采用的部分硝銨炸藥配方1：硝酸銨88%，木粉（谷糠粉）12%；配方2：硝酸銨95%，酒精5%；配方3：硝酸銨88%，木粉2%，細(xì)煤灰10%；配方4：硝酸銨88%，二硝基萘12%。3.1.4炸藥的迅速發(fā)展及其軍用價(jià)值（1）銨和硝酸酯化合炸藥硝銨化合炸藥它是由硝基(-NO2)與某些有機(jī)化合物中的氮原子相結(jié)合的化合物。目前主要有黑索金、特屈爾、奧克托金和硝基胍。

3.1.4炸藥的迅速發(fā)展及其軍用價(jià)值（1）銨和硝酸酯化合炸藥硝酸酯化合炸藥是硝基通過氧與某些有機(jī)化合物中的碳原子相結(jié)合的化合物。作為炸藥單獨(dú)使用的有太安，其它多作膠質(zhì)炸藥、發(fā)射藥、推進(jìn)劑等等成分，如硝化甘油、硝化纖維素、硝化二乙二醇等。

3.1.4炸藥的迅速發(fā)展及其軍用價(jià)值（2）燃料空氣炸藥和含鋁高威力混合炸藥燃料空氣炸藥燃料空氣炸藥（FuelAirExplosive）簡稱FAE，它是一種新的爆炸能源，不同于一般傳統(tǒng)的炸藥，是以揮發(fā)性的液體碳?xì)浠衔锘蚬腆w粉質(zhì)可燃物為燃料，以空氣中的氧氣為氧化劑組成的不均勻（多相）爆炸性混合物，所裝填的戰(zhàn)斗部稱為FAE戰(zhàn)斗部，也稱為云爆彈。燃料空氣炸藥（FAE）的基本成分是由可燃劑和氧化劑組成的，與普通炸藥不同的只是氧化劑全部或大部分利用了空氣中的氧氣。

3.1.4炸藥的迅速發(fā)展及其軍用價(jià)值（2）燃料空氣炸藥和含鋁高威力混合炸藥燃料空氣炸藥燃料空氣炸藥（FAE）作為一類新型的武器彈藥，經(jīng)歷了從最初的機(jī)載慢速投放的環(huán)氧烷烴或碳?xì)淙剂希S后70年代開始研制，并已較成熟的高速投放的液態(tài)燃料，到目前方興未艾的第三代FAE武器三個(gè)階段。

3.1.4炸藥的迅速發(fā)展及其軍用價(jià)值（2）燃料空氣炸藥和含鋁高威力混合炸藥燃料空氣炸藥特點(diǎn)能量高分布爆炸適宜破壞一些特殊目標(biāo)FAE原料來源豐富，生產(chǎn)工藝簡單，價(jià)格便宜。

靜爆威力

某燃料空氣炸藥爆轟瞬間某航箭云爆殺傷戰(zhàn)斗部的云霧爆轟過程3.1.4炸藥的迅速發(fā)展及其軍用價(jià)值（2）燃料空氣炸藥和含鋁高威力混合炸藥含鋁高威力混合炸藥含鋁高威力炸藥是將金屬鋁粉加到化合炸藥中，而形成的高爆熱、高爆溫、高密度和爆速并不太高的混合炸藥。含鋁炸藥的配方多種多樣。鈍黑鋁炸藥是由80%的鈍化黑索金（黑索金95%+蠟5%）和20%的鋁粉組成。我國的梯黑鋁炸藥，爆速較高，由黑索金24%，TNT60%，粗鋁粉13%，細(xì)鋁粉3%相混合而成。

3.1.4炸藥的迅速發(fā)展及其軍用價(jià)值（3）高分子粘結(jié)炸藥是近期發(fā)展起來的新型高能炸藥，是以粉狀高能化合炸藥為主體，添加粘合劑、增塑劑和鈍感劑等成分組