爆炸品基础知识

爆炸品基础知识第一章爆炸品基础知识1.1氧化还原反应煤炭燃烧产生热量，供人们做饭、取暖，这是件家常便饭的事，这个过程，在化学上称作氧化还原反应。

C + O2 = CO2↑+热量在本式中，C（碳）是被燃烧的物质，称作可燃物，可燃物中的“佼佼者”称为易燃物。

这里的O2（氧气）叫作氧化剂；使可燃物点火燃烧的物质叫作点火源。

可燃物、氧化剂、点火源称作燃烧的三要素。

一般来说，有机化合物都是可燃的，氧化剂一般为氧气和一些分子结构中含有氧的物质，以及一些处于高氧化态的物质。

摩擦、撞击、高温、静电都有可能成为点火源。

通常，氧化反应都为放热反应，放热致使体系温度升高，而根据化学反应动力学原理，温度每升高10℃，化学反应速度就会加快2~4倍，所以氧化反应如果控制不好，就会无限地加速反应，致使反应热不能迅速散发，反应产物无法及时排除，最终产生爆炸。

炸药是具有高能量密度的物质，如果单位重量的炸药与一般燃料相比，炸药爆炸后所散出的热不比一般燃料燃烧放出的热多，如：煤（炭）：8954千焦∕千克；TNT：4184千焦∕千克。

而1千克的煤要燃烧几小时甚至更长的时间，而1千克的TNT只需10万分之一秒就能放出所有热量。

爆炸性物质是其本身含有氧化剂，又含有可燃剂的物质或混合物，是一种不稳定的含能材料；当其受到外界刺激性时，达到一定的激发，它就能快速完成氧化还原反应；最终发生爆炸。

1.2化学爆炸的特征我们在日常生活中有时会遇到热水瓶爆炸、自行车轮胎爆炸、鞭炮爆炸，甚至压缩气瓶爆炸和锅炉爆炸等；爆破工程中经常会看到炸药爆炸、雷管爆炸；战士在实弹演习或在战场上会看到手榴弹爆炸、炮弹爆炸等等，这些都属于爆炸现象。

在炸药爆炸时，可以看到火光（夜间或天黑较明显）、烟雾和听到响声，在附近能闻到一股强烈的火药味。

爆炸点附近地方的压力急剧升高，临近的物质遭到破坏。

当距爆炸点较近时，还会感到猛烈的气浪（冲击波）冲击，同时炸坑的浮土灼热烫手。

这是我们通过实践所感觉到的爆炸现象。

概括说来，爆炸就是物质从一种状态经过物理的或化学的变化突然变成另一种状态并放出巨大的能量而作机械功的过程。

当物质从一种状态“突变”到另一种状态时，它的物理状态或化学成分发生急剧地转化，使其本身所具有的能量（位能）以同样急剧的速度释放出来，并借助于爆炸前原有的或爆炸时产生的气体和蒸汽的瞬时膨胀而转变为机械功，使周围的物体遭到猛烈地冲击和破坏。

前面所谈到的几种爆炸现象，均有一个共同的特征，就是在爆炸地点的周围压力骤增，而使周围的介质受到干扰，临近的物质遭到破坏，同时还有一定的声响效应。

根据产生爆炸的原因及爆炸性质的不同，一般将爆炸分为物理爆炸、核爆炸和化学爆炸三种。

物理爆炸物质因状态或压力发生突变而形成的爆炸现象称为物理爆炸。

物理爆炸前后物质的性质及化学成分并不改变。

例如，锅炉爆炸、车轮胎爆炸和压缩气瓶爆炸等都属于物理爆炸。

核爆炸由于物质的核能的释放引起的爆炸，例如原子弹、氢弹爆炸。

化学爆炸物质因得到发火的能量迅速进行分解，放出足够的能量，使气体产物具有高温、高压，并迅速膨胀作功。

这是一个化学变化过程，称为化学爆炸。

化学爆炸的前后物质的成分和性质均发生了根本的改变。

如爆炸性物质爆炸、炮弹爆炸等均属于化学爆炸。

能够发生化学爆炸的物质就称为爆炸性物质。

化学爆炸必须具备以下三个因素：（1）变化过程以高速进行，即能在瞬间完成。

（2）释放出大量的热。

（3）产生大量的气体产物。

爆炸的变化过程必须以高速进行。

只有高速才能保证爆炸产物的体积能量密度大。

煤虽然所含的热量比同样重量的梯恩梯高一倍多，但由于反应速度慢，因而不能形成爆炸。

梯恩梯完全爆炸的时间仅约为10万分之一秒。

在爆炸所产生的热量还来不及散失的瞬间，气体产物就被加热到2000~3000℃，压力达到10~40万大气压，因而具有极大的压缩能。

在爆炸变化过程中，必须能放出大量的热。

因为热量是爆炸作功的能量来源，如果没有大量的热放出，化学变化本身就不可能继续进行下去，就更不可能形成高温、高压、高能量密度的气体而膨胀作功了。

1公斤梯恩梯爆炸时能产生1000千卡的热，而1公斤硝化甘油爆炸时则可放出1485千卡的热。

爆炸变化过程还必须有大量的气体产物生成。

巨大的压缩能是由于气体受热膨胀所产生的压力而形成的（在极高的反应速度配合下）。

因为气体具有可压缩性大的特点，因此气体是膨胀作功的理想工质。

反之，如果反应产物是固体或液体，由于其可压缩性很小，所以即使变化过程是放热反应，也不可能形成爆炸。

例如，1公斤梯恩梯在爆炸时能产生727.2升的气体产物，是爆炸前体积的1180倍。

1公斤硝铵爆炸性物质，在爆炸时能生成908升的气体产物，为爆炸前体积的1530倍。

由上述可知：化学爆炸三因素是爆炸反应必须具备的基本条件，三者同时并存，相辅相成，缺一不可。

就是说，只有这三个因素同时存在和结合起来，才能产生爆炸，才有可能在爆炸性物质爆炸时，得到所应具有的爆炸特征。

爆炸品的化学爆炸,本质上来说是氧化还原反应,是该体系中的氧化剂与可燃物发生的瞬间快速化学反应。

1.3爆炸品1.3.1爆炸品分类爆炸品包括爆炸性物质和爆炸性制品。

爆炸性制品有各种弹类，如枪弹、炮弹、石油射孔弹，各种火工品，如雷管、导爆管、导爆索、导火索以及各种含爆炸性物质的制品，如汽车安全气囊所用的点火器，电子礼花等。

1.3.2爆炸性物质的分类爆炸性物质的品种很多，根据其组成，物理化学性质和爆炸性质的不同，可以有不同的分类方法。

但人们最关心的是按用途来分类。

爆炸性物质按用途的不同，可分为起爆药，猛炸药和工业炸药，火药和烟火剂四大类：a.起爆药它是四类爆炸性物质中最敏感的一种，受外界较小能量的作用就能发生爆炸变化，而且在很短的时间内其变化速度可增至最大（即所谓爆轰成长期短），但是它的威力较小，在许多情况下不能单独使用，只是用来作为火帽，雷管装药的一个组分，以引燃火药或引爆猛炸药。

常用的起爆药有雷汞[Hg(ONC)2]，叠氮化铅[Pb(N2)2]，史蒂芬酸铅[C8H(NO2)3O2Pb]特屈拉辛[C2H3ON10]，以及这些药为主所成的共沉淀剂。

b.猛炸药和工业炸药它需要较大的外界能量作用才能激起爆炸变化，一般用起爆药来起爆。

猛炸药典型的爆炸变化形式是爆轰，常用作各种弹药的主装药和火工品中的装药。

常用的猛炸药有梯恩梯C6H2(NO2)3CH3，特屈儿C6H2(NO2)4NCH3，黑索今（CH2N-NO2）3，太安C(CH2ONO2)4，奥克托今（CH2N-NO2）4等单质炸药及以黑索和奥克托为主体的混和炸药。

工业炸药是用于采矿，建筑等爆破炸药。

其种类繁多，按照物理状态分类有：粉状炸药、含水炸药、液体炸药、胶质炸药及塑性炸药。

按组分特性分类有：不含猛炸药的工业炸药，含猛炸药的工业炸药，含水炸药及含铝炸药。

按使用范围分类有：岩石炸药、露天炸药、煤矿许用炸药。

c.火药火药典型的爆炸变化形式是燃烧，常用作枪炮弹的发射药，也广泛应用于火工品中，常用的火药有黑火药，单基药（以硝化棉为主体的火药）以及双基药（以硝化甘油和硝化棉为主体的火药）。

当用于发射火箭时称作推进剂。

d.烟火剂烟火剂是一类以氧化剂和可燃物为主体的混合物。

其典型爆炸变化形式也是燃烧。

是利作其燃烧反应所产生的特定的烟火效应，起照明，信号，光，烟幕及燃烧等作用。

1.4部分爆炸品介绍1.4.1常用起爆药起爆药受较小的激发冲能，如火焰，针刺，撞击，电能等的激发就能引爆，而且只需少量药量就可以达到稳定的爆轰。

这就是少量起爆药就可起爆猛炸药的原因。

它主要用于火工品，用以起爆猛炸药，或作为活性敏感成分加入火工药剂以调整药剂的感度。

现介绍几种常用的起爆药：1.4.1.1雷汞它是雷酸的汞盐，随其原料和制法的不同，有白雷汞与灰雷汞之分，军品用白雷汞。

雷汞的真密度为4.2－4.4 g/cm3，假密度为1.22－1.25 g/cm3，压缩性好，压缩时的密度为3－4g/cm3。

它的吸湿性小，但含水量对其爆炸性质有影响，含10%水时，它只能燃烧不能爆炸，而含30%水时就不能点燃。

因此，装雷汞的器件要注意防潮，同时也应用此性质，平时将雷汞安全地存于水中。

雷汞在水中煮沸时，就可分解。

它不溶于一般有机溶剂。

雷汞能与硫酸钠作用生成无爆炸性化合物，得用此反应可销毁少量雷汞。

当有水分存在时，雷汞与铜能慢慢地作用生成碱式雷酸铜，此物的摩擦感度比雷汞还大，雷汞与铝能起强烈作用，雷汞是最敏感的一种，无论在冲击，磨擦或针刺下它能引起爆轰，火焰感度也很大。

压力对它的感度有一定的影响，受压49.05MPa时，可使用火焰也不能使其爆轰，这种现称为“压死”。

雷汞本身及其原料对人体有害，制造时污染环境，目前我国正积极淘汰此种起爆药剂。

现在雷汞主要在混合药剂中作为敏感药剂用于组件中。

1.4.1.2叠氮化铅（简称氮化铅）叠氮化铅因工艺条件不同，有两种白色晶型：一种工是α型结晶（短柱状）另一种是β型结晶（长针状）。

β型结晶很敏感，不稳定。

α型叠氮化铅密度为4.71 g/cm3，假密度为0.8 g/cm3，压缩性好，无“压死”现。

它不吸湿，也不溶于水，它与雷汞不同，在潮湿状态下甚至30%水分也不会失去爆炸能力。

它能与稀硝酸或溶于有少量亚硝酸钠的稀醋酸作用，利用这一特性来洗涤由氮化铅所沾染的器皿，避免其发生危险。

氮化铅与镍，铝不起作用，但能与铜作用，其在有水分及二氧化碳存在的情况下，反应生成的碱式氮化铜机械感度很大，容易发生危险。

氮化铅的化学安定性好，使在50℃下长期加热也不会改变性质。

氮化铅由于机械感度小，而起爆能力大，因此被广泛应用于雷管以及火帽中。

1.4.1.3三硝基间苯二酚铅三硝基间苯二酚铅也称为史蒂芬酸铅。

真密度为3.8g/cm3，假密度为0.99－1.0g/cm3，呈深黄色，因流散性不好，常用沥青造粒后应用。

为了克服它静电感度大的缺点，现用石墨史蒂芬酸铅产品来减小静电积累。

史蒂芬酸铅的吸湿性很小，实际上不溶于水和酒精等一般有机溶剂，常常置于水或酒精中贮存。

它可被稀硫酸或硝酸分解，因此可利用这一性质销毁少量药。

它与金属不起作用，化学安定性好，加热至100℃时失去结晶水但不分解，可长期贮存。

它的冲击感度比较低，和其它起爆药相比，它摩擦积累静电的能力强，并对电火花感度大，它的火焰感度大，但它的起爆能力弱，因此不能单独作为雷管的起爆药使用，而是利用它的电火花感度和火焰感度大的特性，来弥补氮化铅火焰感度小的不足，作为氮化铅雷管的点火药剂。

此外，它还非常适用于电发火头的分。

1.4.1.4四氮烯译名为特属拉辛（Tetrazene），学名为4－胍基－1亚硝胺胍基四氮，故简称为四氮烯爆起药。

它是淡黄色粉末结晶，它的密度为1.65g/cm3，假密度为0.45g/cm3，在受压49.5MPa时容易“压死”。