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漫谈炸药

来源:未知作者:王匆雨 点击:所属专题: 炸药 硝化甘油
提到炸药,人们马上会联想到喜庆节日的鞭炮、礼花,就会联想到炮弹、炸弹。其实,炸药在日常生活工作中的应用远不止这些,医院里爆炸排除胆结石也用的是炸药,只是品种和用量的不同而已。 炸药的起源 最初的炸药就是人们所说的黑色炸药,也叫黑火药。中国古代炼丹家为炼制“

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    提到炸药,人们马上会联想到喜庆节日的鞭炮、礼花,就会联想到炮弹、炸弹。其实,炸药在日常生活工作中的应用远不止这些,医院里爆炸排除胆结石也用的是炸药,只是品种和用量的不同而已。  
    炸药的起源        
    最初的炸药就是人们所说的黑色炸药,也叫黑火药。中国古代炼丹家为炼制“常生不老药”,精心选配各种药物原料,反复提炼,多方试验。谁知长生不老的仙丹没有炼出来,倒是发明了许多嫌为人知的东西,火药就是其中之一。当时,五金(金、银、铜、铁、锡)、八石(各种矿物药)、三黄(硫磺、雄黄、雌黄)。汞和硝石都是炼丹的常用药物。然而用硝石与三黄共炼,突然发生了燃烧爆炸。炼丹家被烧得灰头土脸,却弄不清发生了什么事,他们当时哪里知道自己发明了火药。火药最初是用于法术或是恶作剧,后来才逐渐用于军事。那个时候,中国火药的运用一直处于世界最前沿。直至19世纪,黑色火药一直都是世界上唯一的爆炸材料。18世纪以后,化学作为一门科学有了迅速的发展,从而为炸药原料的来源和合成及制备提供了条件,许多化学家致力于研制性能更好,威力更大的爆炸材料。  
    炸药的类别及其军事用途  
    炸药结构各异,成分复杂,品种繁多。按用途可分为起爆药、猛炸药、火药和烟火剂四类。        
    起爆药是最敏感的炸药,很小的外界作用就能使它发生猛烈的化学反应,所以常用它起爆其他炸药。猛炸药爆炸时对周围介质有猛烈的破坏作用,军事上用于战斗部装药和爆破装药。常用的有梯恩梯、黑索今、奥克托今,及以上述单体炸药为主体的混合炸药。而火药在外界作用下能进行迅速而有规律的燃烧,同时生成大量高温燃气物质。在军事上主要用作枪弹、炮弹的发射药、火箭和导弹的推进剂以及驱动设置的能源。烟火剂的特点是在隔绝空气的条件下能燃烧,并产生光、热、烟、声或气体等不同烟火效应的混合物。  
    炸药的性能特点        
    炸药具有四大特点:第一个特点是具有高能量密度。以燃料和炸药对比成例,1千克燃料的放热远大于1千克炸药的放热量。例如汽油燃烧的放热量是漫谈炸药硝化甘油的6.7倍,是梯恩梯的10倍,是黑火药的14.3倍。但如果相同体积的燃料与炸药释放量相比,情况则大不一样。如1升硝化甘油的反应热量是汽油一氧混合物的571倍,梯恩梯是它的370倍,黑火药则是它的160倍。第二个特点是能够自行活化。炸药在外界条件一旦具备,爆炸发生后,反映快速进行,直至反应完全。这是因为炸药爆炸时,释放出大量的热,该热量值与反应漫谈炸药活化能相比大得多,这就是能够活化的原因。第三个特点是炸药具有亚稳性。炸药不是一触即发的危险品,它具有相当的稳定性。以热分解为例,炸药的热分解速率低于某些化学肥料、农药。即具有低敏度,高度安全性。某些工业炸药敏度很低,不能被雷管引爆。第四个特点是能自供氧,炸药本身含有一定比例的氧,可满足爆炸反应所需。  
    炸药爆炸所应具有的要素       
    也许有人要问:有了炸药,是不是就很容易实施爆炸了?那倒不一定。炸药爆炸必须具备三个要素,也就是三个条件:第一个条件就是化学反应的放热性,只有放出足够的热量才能使化学反应持续进行以致发生爆炸。因此,反应的放热性是发生爆炸的首要条件。第二个条件就是反应的高速率。以大家熟悉的煤为例,煤块可以平稳的燃烧,供人取暖,如果将煤块粉碎成细沫,使煤粉在空气中悬浮,形成一定比例的煤粉与空气的混合物,这种混合物与空气中氧气的反应速率很快而导致爆炸的。第三个条件就是有气体产物的生成。一个高速进行的放热反应也可能不具有爆炸性,这可以用铝热剂和漫谈炸药草酸银分解放热的6.8倍,但铝热剂不易爆炸,而草酸银却很易爆炸,原因是草酸银分解时放出气体产物(二氧化碳),而铝热剂的反应产物都是固体。在热作用下,气体迅速膨胀,对外做功。所以,反应中产生气体产物也是爆炸的必要条件。  
    几种典型的炸药       
    黑色火药:中国古代人民(大约在隋唐时期)发明。通常称作“黑火药”或“黑药”,是用硝石、硫磺和木炭三样东西研成粉末,按照一定的比例混合而成的(硝石、硫磺和木炭的比例,一般是75:10:15)。黑色火药是一种低级炸药,它的爆炸能力和自动燃烧的速度,都远远赶不上近代的高级炸药。 
    梯恩梯(TNT):1863年由威尔勃兰德发明。梯恩梯的化学成分为三硝基甲苯,这是一种威力很强而又相当安全的炸药,即使被子弹击穿一般也不会燃烧和起爆。它在20世纪初开始广泛用于装填各种炸药,进行爆炸,并逐渐取代了苦味酸。在第二次世界大战结束前,梯恩梯一直是综合性能最好的炸药,被称为“炸药之王”。     黑索今:1899年由德国人亨宁发明。在原子弹出现以前,它是威力最大的炸药,又被称为“旋风炸药”。在第二次世界大战结束后,取代了梯恩梯的“炸药之王”。        
    无烟火药:1884年由法国化学家、工程师P.维埃利最先发明。1845年由舍恩拜因发明的硝化纤维很不稳定,曾多次发生火药库爆炸事故。维埃利将硝化纤维溶解在乙米和乙醇里,加入适量的安定剂,使之成为胶质,再压成片壮,切条干燥硬化,便制成了第一种无烟火药。无烟火药的优点除了产生烟雾外,更重要的是它的威力比黑色火药大许多,性质也更稳定。于是在其发明之后的10年内就逐步取代了黑色火药作为发射药的地位。     硝化甘油:1846年意大利化学家A.索布累把半份甘油滴入一份硝酸和两份浓硫酸混合液中而首次制得。硝化甘油是一种烈性液体炸药,轻微震动既会爆炸,危险性大,不宜生产。1859年之后,瑞典的化学家诺贝尔和他的父亲及弟弟共同研究硝化甘油的安全生产办法,终于在1862年用“温热法”降伏了硝化甘油,使之能够比较安全地成批生产。1887年,诺贝尔用硝化甘油代替乙米和乙醇,也制成了类似无烟火药。诺贝尔的众多发明,使它无愧于“现代炸药之父”的赞誉。       
    达纳炸药:1866年由诺贝尔发明。19世纪60年代,诺贝尔在法国继续进行炸药的研究。在一次事故中,他的弟弟被炸死,父亲受重伤。之后,他只身租了一条驳船,在马拉伦湖上建起了新的实验室。一次实验中,一只装有硝化甘油被瓶破碎,流出的硝化甘油被瓶底下用来减少震动的惰性粉末硅土吸收,诺贝尔意外的发现,硝化甘油与硅土混合物不仅使炸药威力不减,而且生产、使用和搬运更加安全。后来,他用木浆代替奎土,制成了新的烈性炸药—达纳炸药,“达纳”—词源于希腊文“威力”。1872年,诺贝尔又在硝化甘油中加入硝化纤维,制得一种树胶样的胶质炸药—胶质达纳炸药,这是世界上第一种双基炸药。 
    硝化纤维(硝化棉):1845年德国化学家舍恩拜因将棉花浸于硝酸和硫酸混合液中,洗掉多余的酸液,发明出硝化纤维。1860年,普鲁士军队的少校E.  郐尔茨用硝化纤维制成枪、炮弹的发射药。 
    苦味酸:1771年由英国的沃尔土首先合成,1885年法国用它填炮弹之后,才在军事上得到应用。黄色炸药的名称便因此而得来。苦味酸是一种猛炸药,在19世纪末使用非常广泛。 
    雷汞:1779年由英国化学家E. 霍华德发明。雷汞是一种起爆药,它用于配制火帽击发药和针刺药,也可用于装填爆破用的雷管。

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