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炸藥

炸藥

炸藥,能在極短時間內劇烈燃燒(即爆炸)的物質,是在一定的外界能量的作用下,由自身能量發生爆炸的物質。一般情況下,炸藥的化學及物理性質穩定,但不論環境是否密封,藥量多少,甚至在外界零供氧的情況下,只要有較強的能量激發,炸藥就會對外界進行穩定的爆轟式作功。炸藥爆炸時,能釋放出大量的熱能并產生高溫高壓氣體,對周圍物質起破壞、拋擲、壓縮等作用。在高能炸藥中,氣體壓力很大,足以破壞建筑,致人傷亡。

炸藥
物料介紹

炸藥(Explosive material),能在極短時間內劇烈燃燒(即爆炸)的物質,是在一定的外界能量的作用下,由自身能量發生爆炸的物質。一般情況下,炸藥的化學及物理性質穩定,但不論環境是否密封,藥量多少,甚至在外界零供氧的情況下,只要有較強的能量(起爆藥提供)激發,炸藥就會對外界進行穩定的爆轟式作功。炸藥爆炸時,能釋放出大量的熱能并產生高溫高壓氣體,對周圍物質起破壞、拋擲、壓縮等作用。

炸藥就是可以非??焖俚厝紵蚍纸獾奈镔|,能在短時間內產生大量的熱量和氣體。典型的炸藥包含爆炸物、某種引爆裝置,通常還有某種外殼。被雷管的熱量或沖擊能量觸發后,爆炸物就會進行快速化學反應,即燃燒或分解。

在化學反應中,化合物分解產生多種氣體。在反應物(原始化學化合物)的各個不同原子之間,以化學鍵形式儲存著大量能量?;衔锓肿臃纸鈺r,生成物(產生的氣體)可能利用其中的一些能量(而不是全部能量)形成新鍵。大多數“剩余”的能量會形成高溫熱量。 集中的氣體在極大壓力下快速膨脹。熱量會加快各個氣體粒子的運動速度,使得壓力更高。在高能炸藥中,氣體壓力很大,足以破壞建筑,致人傷亡。如果氣體膨脹速度比音速快,就會產生強大的沖擊波。這種壓力還能促使固體碎片高速沖出,以巨大的力量打擊人或建筑。

炸藥的原理:

炸藥的爆炸通過一定的外界激發沖量的作用,爆轟是炸藥中化學反應區的傳播速度大于炸藥中聲速時的爆炸現象,是炸藥典型的能量釋放形式。爆炸實際上分兩個階段。大部分破壞是最初的膨脹造成的。它還會在爆炸源周圍制造一個壓力很低的區域,氣體快速向外移動,從而將大部分氣體從爆炸 “中心”向外吸。向外沖擊之后,氣體涌回到部分真空的中心地帶,形成第二個破壞力較小的內向能量波。由于炸藥爆炸時化學反應速度非???,在瞬間形成高溫高壓氣體。以極高的功率(每千克炸藥爆轟瞬間輸出功率可達5×10千瓦)對外界作功,使周圍介質受到強烈的沖擊、壓縮而變形或碎裂。

炸藥由于能對周圍介質作猛烈的破壞功,往往又被稱為猛炸藥。常用的猛炸藥按組成可分為單體炸藥和混合炸藥2類。還有一類感度很高的炸藥,從燃燒轉變為爆轟的時間極短,通常不直接用于作破壞功,而是用于引燃或引爆其他火炸藥,稱為起爆藥。

炸藥爆炸是一種化學反應,反應過程必須同時具備三個條件:

1、反應過程為放熱性;

2、反應高速進行并能自行傳播;

3、反應過程中生成大量氣體產物。

反應過程的放熱性為爆炸反應的必要條件。只有放熱反應才能使反應自行延續,才能使反應具有爆炸性。只靠外界供給熱量以維持其反應的物質是不可能發生爆炸的。爆炸反應過程中,單位質量炸藥在一定條件下(例如在某一裝藥密度下)所放出的熱量稱為爆熱。

爆炸反應的一個突出點是反應的高速性,許多普通化學反應放出的熱量雖比炸藥放出的熱量多,但反應過程進行緩慢,而爆炸反應在十萬分之幾秒至百分之幾秒內完成,比一般化學反應快千萬倍。由于反應的高速性,反應所產生的熱量在極短的瞬間來不及擴散,形成的高溫高壓氣體產物,使炸藥具有很大的功率。反之,如果反應進行緩慢,生成的熱和氣體逐漸擴散到周圍介質中,就形不成爆炸。爆炸過程進行的速度,一般指爆轟波在炸藥中傳播的速度,這個速度稱為炸藥的爆速。

爆炸反應過程必然產生大量氣體。炸藥爆炸時產生氣體體積為爆炸前體積的數百至數千倍。在爆炸的瞬間大量氣體被強烈地壓縮在近乎原有的體積之內,因而產生數十萬個大氣壓的高壓,再加上反應的放熱性,高溫高壓氣體迅速對周圍介質膨脹作功,這就造成了炸藥所具有的功率。因而炸藥是在適當的外界能量作用下,能夠發生快速的化學反應,并生成大量的熱和氣體產物的物質。 火工品則是裝有炸藥的小型元件或裝置,受一定的初始沖能(如熱、機械、電和光等沖能)作用即可燃燒或爆炸,以產生預期的功能。常見的火工品有雷管、導火索、導爆索、火帽、底火等。

炸藥的分類:

(一)按照炸藥的用途分類,可以將炸藥分為起爆藥、猛炸藥和發射藥幾大類。

(二)按照炸藥組成的化學成份分類,可以將炸藥分為單一化學成分的單質炸藥和多種化學成分組成的混合炸藥兩大類。爆破工程中大量使用的是猛炸藥,尤其混合猛炸藥,起爆器材中使用的是起爆藥和高威力的單質猛炸藥。

(三)按使用條件分類,可以將工業炸藥分為三類。

第一類,準許在地下和露天爆破工程中使用的炸藥,包括有沼氣和礦塵爆炸危險的作業面。

第二類,準許在地下和露天爆破工程中使用的炸藥,但不包括有沼氣和礦塵爆炸危險的作業面。

第三類,只準許在露天爆破工程中使用的炸藥。

第一類屬于安全炸藥,又叫做煤礦許用炸藥。第二類和第三類屬于非安全炸藥。第一類和第二類炸藥每千克炸藥爆炸時所產生的有毒氣體不能超過安全規程所允許的量。同時,第一類炸藥爆炸時還必須保證不會引起瓦斯或礦塵爆炸。

炸藥的用途:

炸藥因其具有成本低廉、節省人力,并能加快工程建設的優點,和在特殊環境下作功的特性,因而已愈來愈廣泛應用于國民經濟各部門。在礦山開采方面,利用炸藥進行大規模爆破,來開采金屬礦和露天煤礦;利用聚能射流效應裝填炸藥的石油射孔彈,可用于石油開采;在地質勘探方面,用炸藥制成的震源藥柱用于地震探礦;在機械制造工業,炸藥用于爆炸成型,切割金屬、爆炸焊接等工藝;在水利電力工程,炸藥用于修筑水壩、疏通河道、平整土地;鐵路、公路建設中,炸藥用于劈山開路,開鑿隧道、峒室等;炸藥還大量用于開采各種石料。

炸藥在軍事上可用作炮彈、航空炸彈、導彈、地雷、魚雷、手榴彈等彈藥的爆炸裝藥,也可用于核彈的引爆裝置和軍事爆破。在工業上廣泛應用于采礦、筑路、興修水利、工程爆破、金屬加工等,還廣泛應用于地震探查等科學技術領域。

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