爆轰学 第1章_绪论
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爆破新增题库(单项选择题)20190308
爆破作业技能与安全考试补充题库（单选题）目录第一章绪论（18道题）................................................... 第二章民用爆炸物品管理（59道题）....................................... 第三章炸药的爆炸性能（25道题）......................................... 第四章民用爆炸物品与起爆方法（64道题）................................. 第五章爆破基础知识与常用钻孔设备（17道题）............................. 第六章爆破方法与操作技术（22道题）..................................... 第七章爆破安全技术（13道题）........................................... 第八章爆破作业单位爆破器材安全管理（9道题）............................ 《爆破作业人员资格条件和管理要求（GA53-2015）（7道题）.................. 从严管控民用爆炸物品十条规定（公安部）（15道题）........................第一章绪论（17道题）1、瑞典化学家诺贝尔(Nobel)在（ B ）发明了代拿迈特炸药。
A.1765年B.1865年C.1965年2、黑火药大约是在（ B ）世纪传入阿拉伯国家的。
A.10～11B.11～12C.12～133、根据史料记载，黑火药传入（ C ）后，匈牙利人首先将黑火药用于开采矿石。
A.美洲B.非洲C.欧洲4、根据史料记载，匈牙利人在（ C ）首先将黑火药用于开采矿石。
A.1413B.1513C.16135、保管员负责（ A ）民用爆炸物品。
A.验收、保管、发放、回收B.监督、验收、保管、发放C.检查、验收、发放、回收6、我国乳化炸药生产技术出口到（ A ）蒙古、俄罗斯等国。
爆破技能与安全技术培训新增题库(单项选择题)
爆破作业技能与安全考试补充题库（单选题）目录第一章绪论（17道题）.................................................. 第二章民用爆炸物品管理（59道题）...................................... 第三章炸药的爆炸性能（24道题）........................................ 第四章民用爆炸物品与起爆方法（64道题）................................ 第五章爆破基础知识与常用钻孔设备（17道题）............................ 第六章爆破方法与操作技术（22道题）.................................... 第七章爆破安全技术（13道题）.......................................... 第八章爆破作业单位爆破器材安全管理（9道题）........................... 《爆破作业人员资格条件和管理要求（GA53-2015）（7道题）................. 从严管控民用爆炸物品十条规定（公安部）（15道题）.......................第一章绪论（17道题）1、黑火药大约是在（ B ）世纪传入阿拉伯国家的。
《P1》A.10～11B.11～12C.12～132、根据史料记载，黑火药传入（ C ）后，匈牙利人首先将黑火药用于开采矿石。
《P1》A.美洲B.非洲C.欧洲3、根据史料记载，匈牙利人在（ C ）年首先将黑火药用于开采矿石。
《P1》A.1413B.1513C.16134、瑞典化学家诺贝尔(Nobel)在（ B ）发明了代拿迈特炸药。
《P1》A.1765年B.1865年C.1965年5、瑞典化学家诺贝尔发明了以（ A ）为主要成分的代拿买特炸药。
《爆炸力学》教学大纲
《爆炸力学》教学大纲《爆炸力学》教学大纲一、课程的性质和任务课程中文名称：爆炸力学课程英文名称：Explosive dynamics课程代码：课程类别：限修课程学分：2.5课程学时：46授课对象：工程力学专业前导课程：材料力学、弹塑性力学、炸药理论、爆轰理论二、教学目的《爆炸力学》是工程力学专业、爆破方向的专业基础课。
学习本课程的目的，主要是了解和掌握炸药爆炸后爆炸波在空气、水、岩石等不同介质中转播和衰减规律以及爆炸作用下介质特别是金属、岩石等固体介质的运动、破裂情况。
通过本课程的学习，一方面可以加深学生对爆破作用本质的理解，为工作后正确地进行爆破设计工作打下坚实的理论基础。
另外，《爆炸力学》还是学习其他爆破专业知识如爆破设计、爆破拆除、爆炸加工等爆破技术的理论基础，只有掌握了爆炸力学的基本理论才能够正确理解各种爆破技术的原理。
三、教学基本要求第1章绪论1.1 爆炸的基本概念1.2 爆炸力学的发展简史1.3 爆炸力学的研究任务与内容1.4 爆炸力学的研究方法基本要求：了解爆炸的基本概念、爆炸力学的发展、研究任务和研究方法。
重点与难点：爆炸的概念，学习爆炸力学的目的和任务。
第2章固体中的应力波2.1 弹性波的基本方程2.2 无限介质中的弹性波2.3 波的叠加2.4 弹性波转播中的边界效应2.5 动量的转移2.6 边界上非平面波的发展2.7 拐角应力2.8 剥落破裂2.9 冲击波的概念，应力波按应力大小的分类基本要求：掌握弹性应力波传播的基本性质；掌握应力波的叠加原理以及弹性应力波在不同介质边界的作用情况；了解应力波运动过程中动量的转移、拐角破裂以及剥落破裂的机理。
重点与难点：应力波的基本性质；应力波的叠加、应力波与边界的作用和应力波的拐角破裂现象。
第3章爆炸及其在介质中的效应3.1 爆炸问题的表述3.2 气体爆轰产物的喷流3.3 接触爆炸产生的载荷3.4 临近爆炸产生的载荷3.5 介质中的爆炸效应基本要求：了解炸药爆炸后所涉及问题的类型；掌握炸药爆炸后气体的喷流图像以及炸药在空气、水、金属介质的初始参数；了解炸药与物体接触爆炸、临近爆炸的载荷计算计算方法。
炸药理论 第1章
燃烧与爆轰的区别
1.4 炸药的分类
按组成分类
主要有2大类即爆炸化合物（单体炸药，又称分子 内炸药）和爆炸混合物（混合炸药，又称分子间炸药） 两大类。
按用途分类
分为四大类，即起爆药、猛炸药、烟火药和火药。
➢ 单体炸药和混合炸药
分子内含有氧化性基团和可燃元素——分子内炸药，氧化性 基团包括：-C≡C、=N-X、-N=C、=N-O、-NO2等；可燃性元素 包括碳、氢、硼等元素。对单体炸药按分子结构特征（基团）分 类。
➢ 自供氧的物质
炸药的燃烧和爆轰是分子或组成内组分之间的化学反应，不 需要外界供给氧。因此当炸药着火时，隔氧法灭火不仅不起作用， 反而可能造成燃烧转爆轰，导致更为严重的后果。
1.3 炸药的化学变化
随反应方式和环境条件的不同，炸药的化学变化三种 形式：热分解、燃烧、爆轰。 ➢ 缓慢的化学变化-热分解（thermal analysis)
• 起爆药由点火到稳定爆轰在毫米距离完成，起爆药对机械 作用比较敏感，但将其装在一个金属壳体内却相当安全。
• 常见的起爆药有叠氮化铅Pb(N2)2、雷汞Hg(ONC)2、三硝 基间苯二酚铅(史蒂夫酸铅，lead styphnate)、 C6H(NO)3O2Pb、二硝基重氮酚C6H2(NO2)2ON2等等。
第1章 绪论
➢ 1.1 爆炸 ➢ 1.2 炸药及其特点 ➢ 1.3 炸药的化学变化 ➢ 1.4 炸药的分类 ➢ 1.5 炸药发展简史和应用 ➢ 1.6 炸药理论的任务
1.1 爆炸
定义：爆炸是指在有限体积内能量发生急剧转化的 物理、化学过程 。在该变化的过程中，内能迅速 地转化为机械压缩能、光、热辐射等，且使原来的 物质或其变化产物、周围介质产生机械运动。
➢ 反应的高速率
爆轰物理
《爆轰物理》教学大纲课程类别：技术基础教育课程课程名称：爆轰物理开课单位：环境与安全工程系课程编号：2080302总学时：48学时学分： 3适用专业：特种能源工程与烟火技术专业先修课程：炸药理论、流体力学等一、课程在教学计划中的地位和作用《爆轰物理》属于特种能源工程与烟火技术专业重要的技术基础教育课程之一。
炸药作为一种能源，具有许多独特的优点。
无论在军事上还是在国民经济的许多领域中，炸药均得到广泛的使用。
通过对该课程的学习可以使学生了解炸药的爆炸、炸药的起爆机理、炸药中的爆轰传播以及对周围介质做功的能力。
同时炸药爆炸现象的发生，爆轰的传播规律以及爆炸效应等有关内容，是本专业学生必备的基础知识。
二、课程内容、基本要求绪论1.概述2.热力学基本知识本章主要了解爆炸现象及性质并掌握热力学的基础知识。
为后述章节打下基础。
第一章炸药的爆炸1.概述2.炸药爆炸的特征3.炸药的组成与爆炸分解4.炸药的爆炸变化与炸药的分类5.炸药的主要特性数6.炸药爆炸对介质的作用本章主要了解炸药爆炸的特征、对介质的作用，掌握爆热、爆温和爆容等特性数的计算与测定。
第二章炸药的起爆机理1.概述2.炸药的热起爆理论3.炸药的机械作用起爆机理4.炸药的冲击波起爆5.炸药对静电放电的感度本章主要要求学生了解炸药的起爆过程以及起爆能具有的各种形式，重点掌握热起爆和机械作用起爆理论。
第三章冲击波基本理论1.概述2.一维非定常等熵流动3.正冲击波基本关系式4.冲击波雨贡纽曲线及冲击波的性质5.运动冲击波的正反射6.运动冲击波的斜反射7.冲击波的声学近似本章要理解特征线的概念及冲击波雨贡纽曲线的含义，区别运动冲击波的正反射与斜反射，熟练掌握冲击波参数的计算方法。
第四章爆轰波的流体力学理论1.概述2.爆轰波的基本关系式3.多方气体中的爆轰4.爆轰波的定常结构----ZND模型本章主要重点了解爆轰过程中炸药的化学反应和反应产物质点的运动过程以及一个复杂的爆轰过程可以用比较简单的冲击波流体力学理论而进行研究的方法，掌握根据C-J理论建立爆轰波的基本关系式，根据ZND模型研究爆轰过程的规律。
燃烧和爆炸理论重点
第三章 物质的燃烧
预混气中火焰的传播理论：火焰（即燃烧波）在预混气中传播，从气体动力学理论可以证明存在两种传播方式：正常火焰传播和爆轰。
（Ⅰ）区是爆轰区。特点：①燃烧后气体压力要增加 ②燃烧后气体密度要增加 ③ 燃烧波以超音速进行传播
（Ⅲ）区是正常火焰传播区。 特点：① 燃烧后气体压力要减少或接近不变；② 燃烧后气体密度要减少； ③ 燃烧波以亚音速（即小于音速）进行传播。
火焰前沿的特点：（1）火焰前沿可以分成两部分：预热区和化学反应区。 （2）火焰前沿存在强烈的导热和物质扩散。
火焰传播机理：（1）火焰传播的热理论：火焰能在混气中传播是由于火焰中化学反应放出的热量传播到新鲜冷混气中，使冷混气温度升高，化学反应加速的结果。
（2）火焰传播的扩散理论：凡是燃烧都属于链式反应。火焰能在新鲜混气中传播是由于火焰中的自由基向新鲜冷混气中扩散，使新鲜冷混气发生链锁反应的结果。
可燃物质在空气充足的条件下，达到一定温度与火源接触即行着火，移去火源后仍能持续燃烧达5min以上，这种现象称为点燃。
在无外界火源的条件下，物质自行引发的燃烧称为自燃。
物质自燃有受热自燃和自热燃烧两种形式。
受热自燃的两个条件：外部热源、有热量积蓄的条件
自热自燃的三个条件：必须是比较容易产生反应热的物质; 此类物质要具有较大的比表面积或是呈多孔隙状的，有良好的绝热和保温性能；热量产生的速度必须大于向环境散发的速度。
爆燃是一种燃烧过程，反应阵面移动速度低于未反应气体中的声速，反应阵面主要通过传导和扩散进入未反应气体中。爆燃是一种带有压力波的燃烧，爆燃发生时，反应阵面的传播速度低于声速。
爆轰的反应阵面移动速度比未反应气体中的声速高。对爆轰来说，主要通过压缩反应阵面前面的未反应气体使其受热，从而使反应阵面向前传播。
第一章 绪论
第一章 绪论
第二节 爆破作业人员分类及其职责
二、爆破员、安全员、保管员的任职条件和岗位职责
（二）爆破员的岗位职责
1、保管所领取的民用爆炸物品； 2、按照爆破作业设计施工方案，进行装药、联网、 起爆等爆破作业； 3、爆破后检查工作面，发现盲炮或其他安全隐患 及时报告； 4、在项目技术负责人的指导下，配合爆破工程技 术人员处理盲炮或其他安全隐患； 5、爆破作业结束后，将剩余的民用爆炸物品清退 回库。
现了毕氏导火索。 1867年瑞典化学家阿尔弗雷德·诺贝尔发明
了火雷管。 20世纪70年代末，我国自行研制了、生产了
塑料导爆管及其配套的非电毫秒延期电雷管。
第一章 绪论
第一节 工程爆破应用与发展概况
三、爆破技术应用与发展
（一）土岩爆破
利用炸药爆炸能量破碎土壤、岩石的技术。
1.硐室爆破 采用集中或条形硐室装药药包，爆破开挖岩 石的作业。 2.深孔爆破 炮孔直径大于50mm，深度大于5m的爆破作 业。
安全管理规定； 3、民用爆炸物品流向登记规定与储存安全
规定； 4、民用爆炸物品信息管理系统手持机实际
操作技能。
第一章 绪论
一、炸药起源与发展 1865年瑞典化学家阿尔弗雷德·诺贝尔发明
了以硝化甘油为主要组份的代拿买特炸药。 1867年奥尔森和诺宾发明了硝酸铵和各种
燃料制成的混合炸药，工业炸药步入了多品种、 多组分的时代。
我国独创了粉状乳化炸药。
第一章 绪论
第一节 工程爆破应用与发展概况
二、起爆器材应用与发展 1799英国人高瓦尔德制成了雷汞；1831年出
1、爆破安全技术的现状及发展方向； 2、炸药与爆炸基本理论； 3、 爆破作业人员资格规定； 4、 爆破作业现场安全管理规定； 5、 民用爆炸物品领取、发放、清退安全管 理规定
第二节 爆破作业人员分类及其职责
二、爆破员、安全员、保管员的任职条件和岗位职责
（二）爆破员的岗位职责
1、保管所领取的民用爆炸物品； 2、按照爆破作业设计施工方案，进行装药、联网、 起爆等爆破作业； 3、爆破后检查工作面，发现盲炮或其他安全隐患 及时报告； 4、在项目技术负责人的指导下，配合爆破工程技 术人员处理盲炮或其他安全隐患； 5、爆破作业结束后，将剩余的民用爆炸物品清退 回库。
现了毕氏导火索。 1867年瑞典化学家阿尔弗雷德·诺贝尔发明
了火雷管。 20世纪70年代末，我国自行研制了、生产了
塑料导爆管及其配套的非电毫秒延期电雷管。
第一章 绪论
第一节 工程爆破应用与发展概况
三、爆破技术应用与发展
（一）土岩爆破
利用炸药爆炸能量破碎土壤、岩石的技术。
1.硐室爆破 采用集中或条形硐室装药药包，爆破开挖岩 石的作业。 2.深孔爆破 炮孔直径大于50mm，深度大于5m的爆破作 业。
安全管理规定； 3、民用爆炸物品流向登记规定与储存安全
规定； 4、民用爆炸物品信息管理系统手持机实际
操作技能。
第一章 绪论
一、炸药起源与发展 1865年瑞典化学家阿尔弗雷德·诺贝尔发明
了以硝化甘油为主要组份的代拿买特炸药。 1867年奥尔森和诺宾发明了硝酸铵和各种
燃料制成的混合炸药，工业炸药步入了多品种、 多组分的时代。
我国独创了粉状乳化炸药。
第一章 绪论
第一节 工程爆破应用与发展概况
二、起爆器材应用与发展 1799英国人高瓦尔德制成了雷汞；1831年出
1、爆破安全技术的现状及发展方向； 2、炸药与爆炸基本理论； 3、 爆破作业人员资格规定； 4、 爆破作业现场安全管理规定； 5、 民用爆炸物品领取、发放、清退安全管 理规定
《爆破工程》教学大纲精选全文
精选全文完整版（可编辑修改）《爆破工程》教学大纲课程编号：课程名称：爆破工程/Blasting Engineering学时/学分：48/3（其中含综合实验 8 学时）先修课程：地质学、岩体力学、工程机械适用专业：采矿工程、矿物资源工程、安全工程、交通土建、岩土工程等1 课程的性质与任务爆破工程是采矿工程（资源工程）专业的一门重要的必修专业基础课，又具有专业技术课的特点，是采矿工程专业的主要支撑课之一；并在教学、科研和工程应用中已形成了一个独立的科学领域。
通过爆破工程的各个教学环节，要求学生掌握爆破器材的性能和岩石爆破方法的基本原理，能够正确地选用爆破方法和确定爆破参数，能用理论计算方法和图表设计常规爆破方案，并具有分析和解决爆破技术问题的能力。
为了培养学生的实际操作能力，课程还安排了8个学时的爆破综合实验课。
通过系统学习本课程，学习者可以达到国家公安部“爆破工程技术人员安全作业证”的中级理论考核水平。
2 课程的教学内容、基本要求及学时分配2.1 教学内容《爆破工程》课程内容由4个模块构成：1）第一知识模块—爆破器材部分（18学时）包括炸药的起爆机理与爆轰理论；炸药、起爆器材、起爆方法；该模块把近年爆破工程的科学研究和技术进展的新工艺、新设备、新成果、新知识融入教学内容，使学生有更扎实的基础和更丰富的知识面，能够准确、安全的选择和使用爆破器材。
该模块由3个单元组成，学习方式为课堂教学和实验教学。
2）第二知识模块—岩石破碎理论部分（10学时）包括岩石性质与分级；岩石的爆破破坏机理；装药量计算原理。
该模块的改革是将各种装药量计算理论和法则统入到能量平衡原理中，并把单位炸药消耗量、最小抵抗线原理、毫秒爆破作用理论归整到岩石破碎理论章节，使学习起来更系统完整。
能够使学习者掌握炸药在不同岩石条件下如何破碎岩石，从而能针对不同岩石条件和目的来选择爆破方案。
该模块由2个单元组成，学习方式为课堂教学和课堂研讨。
3）第三知识模块—爆破工程技术部分（12学时）该模块包括预裂与光面爆破、井巷掘进、浅孔、中深孔爆破等。
爆炸力学
爆炸力学第一章爆炸的过程一般可以分为一下三个阶段：1. 能量积聚，形成高能量密度状态，属于慢过程；2. 能量的爆炸式释放，释放状态界面以超声速在系统中推进。
或者在一定条件下，系统中各处产生释放能量的“热点”，热点生成速率是迅速增加的，最终形成全系统能量的爆炸式释放，属于快过程；3. 释放能量的扩散和传播，与周围介质相互作用。
一类以辐射形式传播，另一类以冲击波形式传播的，也属于快过程。
爆炸过程持续时间短，处于高温、高压的极端状态，破坏性严重。
第二章1.炸药炸药是利用化学能发生爆炸的含能材料，处于化学亚稳态的，没有外界能量刺激（冲击、加热等）条件下，或有刺激但没能超过炸药进行爆炸化学反应所需要的阀值，则炸药处于稳定状态；当能量刺激超过阀值时，炸药在刺激点附近形成爆轰波，并迅速推进传播到整个材料，在极短时间能释放出大量的化学能，形成爆轰。
炸药释放能量的显著特点：1. 在无刺激情况下（常温、常压下），炸药是稳定的，否则谈不上应用。
2. 受到一定量刺激后，炸药发生化学反应，并且能自动维持并扩展，此过程是放热的。
3. 反应速度足够快，反应界面在炸药中以超声速推进，形成爆轰波，这是与燃烧过程（亚音速推进）的根本区别。
4. 爆炸后产生大量的气态反应产物，体积积聚膨胀，并对外作功。
2.爆轰爆轰是伴有化学反应的冲击波，通常是前驱冲击波作用于炸药，在高温高压条件下诱导化学反应，释放出能量支持冲击波继续推进，力学效应和化学效应相互耦合使得爆轰波的结构复杂化。
2.1爆轰理论基础2.1．1爆轰波的基本方程：爆轰波的CJ 理论：在研究气相爆轰的基础上，19世纪末提出较为完整的爆轰波流体力学理论，称为查普曼——儒盖理论，称CJ 理论，该理论将爆轰波中的化学反应区缩短为一个强间断面，使得可以用流体力学方法来处理爆轰波（不必考虑化学反应，只需要知道反应终态的反应热就可以），CJ 理论考虑的是平面一维问题。
守恒方程：0000,,,p h u ρ 1111,,,p h u ρ在爆轰波两侧的一维稳定流场，波前后的相关参数如上图，则有下面三个守恒方程：（1） 质量守恒：0011u u ρρ= （2.1）（2） 动量方程：22000111p u p u ρρ+=+ （2.2）（3） 能量方程：22010122u u h h +=+ （2.3） 下标“0”和“1”分别表示反应物和产物。
爆炸力学讲义
爆炸力学讲义第一章绪论§1.1 爆炸力学的基本概念爆炸效应是多种多样的，包括物理、力学、化学等多个学科领域，如主要以力学的观点和方法来研究爆炸，则可称之为“爆炸力学”。
郑哲敏教授和朱兆祥教授提出：“爆炸力学是力学的一个分支，是主要研究爆炸的发生和发展规律以及爆炸的力学效应的应用和防护的学科”。
爆炸力学从力学角度研究化学爆炸、核爆炸、电爆炸、粒子束爆炸(也称辐射爆炸)、高速碰撞等能量突然释放或急剧转化的过程，以及由此产生的强冲击波(又称激波)、高速流动、大变形和破坏、抛掷等效应。
自然界的雷电、地震、火山爆发、陨石碰撞、星体爆发等现象也可用爆炸力学方法来研究。
爆炸力学是流体力学、固体力学和物理学、化学之间的一门交叉学科，在武器研制、交通运输和水利建设、矿藏开发、机械加工、安全生产等方面有广泛的应用。
§1.2 爆炸力学的发展历程人们知道利用爆炸能为自己服务已经有很长的历史了，可以说从炸药发明以后就开始了。
黑火药是我国古代四大发明之一，这在我国是家喻户晓的常识，但在西方国家却不这么认为。
丁儆教授在1980年参加美国国际烟火技术会议（IPS)，在会上作报告述及中国发明火药和烟火技术的事实，引起许多欧美学者的惊异，因为西方教材中都说火药是英国的罗吉•培根（Roger Bacon）发明的，为了纠正西方的错误，丁儆教授回国后进行了中国古代火药和爆炸方面历史的研究，研究表明，大约在公元8世纪（唐朝），中国就出现了火药的原始配方，在十世纪已应用于军事，北宋初官修著的《武经总要》中记载有火炮、蒺藜火球和毒烟火球等几种实战武器的火药配方。
宋代周密揆在《葵辛杂记》中记载了火药产生的爆炸事故：“……守兵百余人皆糜碎无余，盈栋皆寸裂，或为炮风崩至十余里外。
”《宋史》记载元兵破静江时有：“……娄乃令所都人拥一火炮燃之，声如雷霆，震城土皆崩，烟气涨天外，兵多惊死者。
”火药的知识由阿拉伯人传入欧洲，直到十三世纪，英国人罗吉•培根才涉及火药的配方和应用，他的工作比中国人晚300~500年。
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11
1.1基本概念
▪ 一些宇宙学家认为，当今宇宙是在一次大爆 炸中开始形成和发展的，而且至今这一过程 尚未结束，宇宙的年龄大约为137亿年，地球 也是在一次大爆炸中产生的，距今已46亿年。
12
1.1基本概念
2011年诺贝尔物理学奖 美国加州大学伯克利分校教授索尔-佩尔马特、澳大利亚国 立大学教授布莱恩-施密特，以及美国约翰斯霍普金斯大学
8
1.1基本概念
（4）燃烧产物移动的方向与燃烧波传播 的方向相反。
（5）凝聚物的燃烧要经过熔化、蒸发、升 华、热分解、混合和扩散等中间阶段，才能 通过燃烧化学反应转变为燃烧的最终产物。
（6）与其他化学反应相似，燃烧反应速度 受到反应物浓度和温度的影响，燃速对外界 条件（如压力、初温、扩散速度等）的变化 敏感。
2
爆炸物理学 ➢ 主要内容
第1章 绪论 第2章 炸药的起爆机理 第3章 爆轰（爆热）波的经典理论 第4章 气体爆轰理论 第5章 凝聚炸药爆轰理论 第6章 爆轰产物的流动及其与物体的相互作用
3
第1章 绪论
4
第1章 绪论
本章内容 ➢ 燃烧、爆炸、炸药、爆轰的基本概念； ➢ 炸药爆炸的特点； ➢ 炸药发生化学变化的类型； ➢ 爆轰学的研究历史。
5
1.1基本概念
6
1.1基本概念
1.燃烧（Combustion，Deflagration） ➢ 物质间发生剧烈氧化还原的化学反应，并
伴随放热和发光，产生大量高温气体的过 程，称为燃烧。
➢ 燃烧具有以下的基本特征： （1）燃烧体系中，必须有燃烧化学反
应所需要的氧化元素和可燃元素。
7
1.1基本概念
▪ 烟火剂：通常由氧化剂、有机可燃物（或金 属粉）加入少量粘合剂混合而成。军事上， 利用其速燃时产生的光、热、烟、色、声等 效应用于各种用途，如照明弹中的照明剂、 烟幕弹、燃烧弹等。
30
1.1基本概念
按其组成分：单质炸药、混合炸药。 ▪ 单质炸药：单质的主要有：TNT、RDX、特屈
儿（Tetryl）、HMX、苦味酸（PA）、硝基甲 烷（NM）。 ▪ 混合炸药：混合的主要有：B炸药 （ 64RDX/36TNT ） 、 奥 克 托 儿 （TNT/HMX）、梯黑铝、PBX等。
14
1.1基本概念
▪ 实际上，许多爆炸过程没有产生气体的， 如闪电；许多爆炸没有声音的，如月亮上 的火山爆发，许多爆炸没有机械效应的， 如激光束蒸发金属，但是，所有的这些爆 炸过程都有能量的快速释放和转移。
▪ 因此，爆炸可简单地定义为：由能量极为 迅速释放而产生的一种现象（a phenomenon resulting from a speedy release of energy.）。
➢ 1941年，G．赖特和W．巴克曼发现的奥克托今， 在战后得到了实际应用。
➢ A．诺贝尔的三大发明(代那迈特（Dynamite）、 爆胶和雷管)则被认为是近代炸药应用和发展的 基础。
36
1.1基本概念
4.爆轰（Detonation） 1881年，人们在研究管道中的火焰传播
➢ 1985年和英国的李约瑟讨论，得到了他的赞同。 先后在日本(1987年)和美国(1989年、1990年) 做学术报告，宣讲我国古代的成就。
34
1.1基本概念
➢ 丁儆教授的研究表明，在公元8世纪中国就出 现了火药的原始配方，到10世纪已经应用于 军事，北宋初官修著的《武经总要》中记载 有火炮、蒺藜火球和毒药烟球等三种实战武 器的火药配方。
27
1.1基本概念
▪ 硝酸铵是化学肥料，被用于工程爆破炸药。 ▪ 因此，炸药与非爆炸物之间并没有十分明显的
界限。
➢ 【定义】：在适当外部激发能量作用下，可 发生爆炸变化（速度极快且放出大量热和大 量气体的化学反应），并对周围介质做功的 化合物或混合物。
➢ 炸药可以是固态、液态或气态，也可以是气 一液态或气一固态。军用和工业炸药多为固 态。
25
1.1基本概念
▪ 核爆炸所产生的热可以使周围空气极其迅 速膨胀并且能使周围的所有物质气化。
核爆炸是一个微观过程，该过程中所 释放的能量主要是存储在原子核内中子、 质子之间的结合能。
26
1.1基本概念
3.炸药（Explosive） ▪ 广义地说，能够进行爆炸的物质称为炸药。 ▪ 但有一些物质在一般情况下不能爆炸，但在 特定条件下却能爆炸的，如发射药、火箭推 进剂。 ▪ 苦味酸和TNT在诺贝尔发明雷管之前不被视 为炸药，而是用作黄色染料；
22
1.1基本概念
(2)化学爆炸（Chemical explosion） ▪ 化学爆炸是由于化学变化引起的，在此种 爆炸过程中，系统的化学势能转变为热能 而释放出来。 ▪ 例如，氢气、甲烷、乙炔以一定比例与空 气混合发生的爆炸、炸药爆炸都属于化学 爆炸。 CH4 + 2O2 = 2H2O + CO2 + Q1
9
1.1基本概念
➢ 燃烧是一个包括热量传递、动量传递、质 量传递和高速化学反应的综合物理化学过 程，因此燃烧是一个极其复杂的过程。
➢ 火药、炸药和推进剂本身就包括氧化剂和 燃料。
10
1.1基本概念
2.爆炸（Explosion） ▪ 爆炸是自然界中时常发生和人类生存活动 中常见到的一种现象。
▪ 爆炸的例子：彗星撞击木星、地震、火山 爆发、雷电、烟花爆竹、高压蒸汽锅炉、 弹药爆炸、恐怖活动（美国911、汽车炸弹） 等。
教授亚当-里斯。
1.1基本概念
什么是爆炸？ ▪ 最早认为爆炸是高压、高温、高速的冲击
波。 ▪ 1883年，Berthelot把爆炸定义为：气体的
突然膨胀，并伴随着声音和剧烈的机械效 应（the sudden expansion of gases into a volume much greater than their initial one, accompanied by noise and violent mechanical effect.）。
15
1.1基本概念
▪ 爆炸具有极大的能量释放速度、形成极高 的能量密度，并迅速转化为对外界介质做 机械功或形成能的辐射和压力突跃——冲 击波的传播等特点。
▪ 爆炸过程中，描述系统状态的物理量会在 极短的时间内和极小的空间内发生急剧变 化。
16
1.1基本概念
▪ 我们听过的有关爆炸的名词很多，如炸药 爆炸、核爆炸、地震、高速碰撞、信息爆 炸、人口爆炸等等。
20
1.1基本概念 （c）高速碰撞
速度为Vp=8000m/s的钢质弹丸冲击钢靶， 产生的压力可达300GPa，温度可达数千度。
21
1.1基本概念
（d）激光 激光可使金属熔化和气化，产生的高温
可达104－105度。
物理爆炸是一个宏观过程，该过程中所 释放的能量是存储在物质的分子之间或原子 之间的机械能，或者存储在电磁场中的电磁 能。
28
1.1基本概念
➢ 炸药的分类（P4） 按应用分：起爆药、猛炸药（高能炸
药）、发射药（或火药）以及烟火剂四类。
▪ 起爆药：很敏感，容易发生爆炸。主要用于 激发猛炸药爆炸的引爆剂，也叫初级炸药 （ Primary Explosive ） 。 常 用 的 有 ： 雷 汞 [Hg(OCN)2]、叠氮化铅[Pb(N3)2]等。
24
1.1基本概念
(3)核爆炸（Nuclear explosion） ▪ 核爆炸是由于原子核的裂变（如U235的裂变）或 核聚变（如氘、氚、锂核的聚变）所引起的。如 1964年我国研制成功的原子弹、1966年研制成功 的氢弹。 ▪ 核爆炸可形成数百万到数千万度的高温，在爆心 区形成数百亿大气压的高压，同时还有很强的光、 热的辐射以及各种高能粒子的贯穿辐射。核爆炸 的能量相当于数万吨到数千万吨TNT炸药爆炸的 能量。
（2）燃烧时，反应区所放出的热量，一 部分通过热传导、燃烧产物的热扩散和热辐 射的方式传给未燃烧部分物质，以维持继续 燃烧，大部分热量则加热燃烧产物使之达到 发光温度以上而发光，并随燃烧产物的辐射 散失于周围环境中。
（3）燃烧传播一般以每秒数毫米至每秒 数百毫米的速度一层一层地连续传播下去， 但始终小于该介质条件下的音速。
23
1.1基本概念
C7H5N3O6(TNT)＝ 1.88H2O+2.06CO +1.03CO2+3.9C+0.62H2+1.5N2+QTNT
炸 药 爆 炸 所 形 成 的 温 度 可 达 3000 ～ 50000C，压力高达102～104MPa。
化学爆炸释放的是分子之间或原子之间 的结合分裂能。化学爆炸会产生高压、高温 气体，即形成爆炸波。
不同炸药其感度、威力不同，混合后可 以达到我们所要求的感度和威力。
31
1.1基本概念
➢ 三硝基甲苯（TNT）为白色或苋色淡黄色针状结晶， 无臭，有吸湿性。（C7H5N3O6）
➢ 黑索金又名为旋风炸药，黑索金(Hexogen通用符号 RDX)化学名为环三亚甲基三硝胺，是一种爆炸力很 强的环状硝基。 是TNT的158%，被发展作炸药用途 。起爆容易，是综合性极佳的炸药。 （C3H6N6O6）
1.1基本概念
➢ 奥克托今（HMX），也称奥克托金、奥托金， 是现今军事上使用的综合性能最好的炸药，具有 八元环的硝胺结构，命名为“1,3,5,7-四硝基1,3,5,7-四氮杂环辛烷”，化学名“环四亚甲基 四硝胺”(cyclotetramethylenete-tranitramine) 。
➢ HMX的撞击感度比TNT略高，容易起爆，安定 性较好，但成本较高。通常用于高威力的导弹战 斗部，也用作核武器的起爆装药和固体火箭推进 剂的组分。
爆轰学
Denton: ▪ （1）张宝平，张庆明，黄风雷编. 《爆轰 物理学》. 兵器工业出版社， 2009年. ▪ （2）奥尔连科主编，孙承纬译.爆炸物理 学（上册），科学出版社，2011年。 ▪ （ 3 ） Roger Cheret. Detonation of Condensed Explosives ▪ （4）黄正平. 爆炸与冲击电测技术. 北京： 国防工业出版社 2006.
1.1基本概念
▪ 一些宇宙学家认为，当今宇宙是在一次大爆 炸中开始形成和发展的，而且至今这一过程 尚未结束，宇宙的年龄大约为137亿年，地球 也是在一次大爆炸中产生的，距今已46亿年。
12
1.1基本概念
2011年诺贝尔物理学奖 美国加州大学伯克利分校教授索尔-佩尔马特、澳大利亚国 立大学教授布莱恩-施密特，以及美国约翰斯霍普金斯大学
8
1.1基本概念
（4）燃烧产物移动的方向与燃烧波传播 的方向相反。
（5）凝聚物的燃烧要经过熔化、蒸发、升 华、热分解、混合和扩散等中间阶段，才能 通过燃烧化学反应转变为燃烧的最终产物。
（6）与其他化学反应相似，燃烧反应速度 受到反应物浓度和温度的影响，燃速对外界 条件（如压力、初温、扩散速度等）的变化 敏感。
2
爆炸物理学 ➢ 主要内容
第1章 绪论 第2章 炸药的起爆机理 第3章 爆轰（爆热）波的经典理论 第4章 气体爆轰理论 第5章 凝聚炸药爆轰理论 第6章 爆轰产物的流动及其与物体的相互作用
3
第1章 绪论
4
第1章 绪论
本章内容 ➢ 燃烧、爆炸、炸药、爆轰的基本概念； ➢ 炸药爆炸的特点； ➢ 炸药发生化学变化的类型； ➢ 爆轰学的研究历史。
5
1.1基本概念
6
1.1基本概念
1.燃烧（Combustion，Deflagration） ➢ 物质间发生剧烈氧化还原的化学反应，并
伴随放热和发光，产生大量高温气体的过 程，称为燃烧。
➢ 燃烧具有以下的基本特征： （1）燃烧体系中，必须有燃烧化学反
应所需要的氧化元素和可燃元素。
7
1.1基本概念
▪ 烟火剂：通常由氧化剂、有机可燃物（或金 属粉）加入少量粘合剂混合而成。军事上， 利用其速燃时产生的光、热、烟、色、声等 效应用于各种用途，如照明弹中的照明剂、 烟幕弹、燃烧弹等。
30
1.1基本概念
按其组成分：单质炸药、混合炸药。 ▪ 单质炸药：单质的主要有：TNT、RDX、特屈
儿（Tetryl）、HMX、苦味酸（PA）、硝基甲 烷（NM）。 ▪ 混合炸药：混合的主要有：B炸药 （ 64RDX/36TNT ） 、 奥 克 托 儿 （TNT/HMX）、梯黑铝、PBX等。
14
1.1基本概念
▪ 实际上，许多爆炸过程没有产生气体的， 如闪电；许多爆炸没有声音的，如月亮上 的火山爆发，许多爆炸没有机械效应的， 如激光束蒸发金属，但是，所有的这些爆 炸过程都有能量的快速释放和转移。
▪ 因此，爆炸可简单地定义为：由能量极为 迅速释放而产生的一种现象（a phenomenon resulting from a speedy release of energy.）。
➢ 1941年，G．赖特和W．巴克曼发现的奥克托今， 在战后得到了实际应用。
➢ A．诺贝尔的三大发明(代那迈特（Dynamite）、 爆胶和雷管)则被认为是近代炸药应用和发展的 基础。
36
1.1基本概念
4.爆轰（Detonation） 1881年，人们在研究管道中的火焰传播
➢ 1985年和英国的李约瑟讨论，得到了他的赞同。 先后在日本(1987年)和美国(1989年、1990年) 做学术报告，宣讲我国古代的成就。
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1.1基本概念
➢ 丁儆教授的研究表明，在公元8世纪中国就出 现了火药的原始配方，到10世纪已经应用于 军事，北宋初官修著的《武经总要》中记载 有火炮、蒺藜火球和毒药烟球等三种实战武 器的火药配方。
27
1.1基本概念
▪ 硝酸铵是化学肥料，被用于工程爆破炸药。 ▪ 因此，炸药与非爆炸物之间并没有十分明显的
界限。
➢ 【定义】：在适当外部激发能量作用下，可 发生爆炸变化（速度极快且放出大量热和大 量气体的化学反应），并对周围介质做功的 化合物或混合物。
➢ 炸药可以是固态、液态或气态，也可以是气 一液态或气一固态。军用和工业炸药多为固 态。
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1.1基本概念
▪ 核爆炸所产生的热可以使周围空气极其迅 速膨胀并且能使周围的所有物质气化。
核爆炸是一个微观过程，该过程中所 释放的能量主要是存储在原子核内中子、 质子之间的结合能。
26
1.1基本概念
3.炸药（Explosive） ▪ 广义地说，能够进行爆炸的物质称为炸药。 ▪ 但有一些物质在一般情况下不能爆炸，但在 特定条件下却能爆炸的，如发射药、火箭推 进剂。 ▪ 苦味酸和TNT在诺贝尔发明雷管之前不被视 为炸药，而是用作黄色染料；
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1.1基本概念
(2)化学爆炸（Chemical explosion） ▪ 化学爆炸是由于化学变化引起的，在此种 爆炸过程中，系统的化学势能转变为热能 而释放出来。 ▪ 例如，氢气、甲烷、乙炔以一定比例与空 气混合发生的爆炸、炸药爆炸都属于化学 爆炸。 CH4 + 2O2 = 2H2O + CO2 + Q1
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1.1基本概念
➢ 燃烧是一个包括热量传递、动量传递、质 量传递和高速化学反应的综合物理化学过 程，因此燃烧是一个极其复杂的过程。
➢ 火药、炸药和推进剂本身就包括氧化剂和 燃料。
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1.1基本概念
2.爆炸（Explosion） ▪ 爆炸是自然界中时常发生和人类生存活动 中常见到的一种现象。
▪ 爆炸的例子：彗星撞击木星、地震、火山 爆发、雷电、烟花爆竹、高压蒸汽锅炉、 弹药爆炸、恐怖活动（美国911、汽车炸弹） 等。
教授亚当-里斯。
1.1基本概念
什么是爆炸？ ▪ 最早认为爆炸是高压、高温、高速的冲击
波。 ▪ 1883年，Berthelot把爆炸定义为：气体的
突然膨胀，并伴随着声音和剧烈的机械效 应（the sudden expansion of gases into a volume much greater than their initial one, accompanied by noise and violent mechanical effect.）。
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1.1基本概念
▪ 爆炸具有极大的能量释放速度、形成极高 的能量密度，并迅速转化为对外界介质做 机械功或形成能的辐射和压力突跃——冲 击波的传播等特点。
▪ 爆炸过程中，描述系统状态的物理量会在 极短的时间内和极小的空间内发生急剧变 化。
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1.1基本概念
▪ 我们听过的有关爆炸的名词很多，如炸药 爆炸、核爆炸、地震、高速碰撞、信息爆 炸、人口爆炸等等。
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1.1基本概念 （c）高速碰撞
速度为Vp=8000m/s的钢质弹丸冲击钢靶， 产生的压力可达300GPa，温度可达数千度。
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1.1基本概念
（d）激光 激光可使金属熔化和气化，产生的高温
可达104－105度。
物理爆炸是一个宏观过程，该过程中所 释放的能量是存储在物质的分子之间或原子 之间的机械能，或者存储在电磁场中的电磁 能。
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1.1基本概念
➢ 炸药的分类（P4） 按应用分：起爆药、猛炸药（高能炸
药）、发射药（或火药）以及烟火剂四类。
▪ 起爆药：很敏感，容易发生爆炸。主要用于 激发猛炸药爆炸的引爆剂，也叫初级炸药 （ Primary Explosive ） 。 常 用 的 有 ： 雷 汞 [Hg(OCN)2]、叠氮化铅[Pb(N3)2]等。
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1.1基本概念
(3)核爆炸（Nuclear explosion） ▪ 核爆炸是由于原子核的裂变（如U235的裂变）或 核聚变（如氘、氚、锂核的聚变）所引起的。如 1964年我国研制成功的原子弹、1966年研制成功 的氢弹。 ▪ 核爆炸可形成数百万到数千万度的高温，在爆心 区形成数百亿大气压的高压，同时还有很强的光、 热的辐射以及各种高能粒子的贯穿辐射。核爆炸 的能量相当于数万吨到数千万吨TNT炸药爆炸的 能量。
（2）燃烧时，反应区所放出的热量，一 部分通过热传导、燃烧产物的热扩散和热辐 射的方式传给未燃烧部分物质，以维持继续 燃烧，大部分热量则加热燃烧产物使之达到 发光温度以上而发光，并随燃烧产物的辐射 散失于周围环境中。
（3）燃烧传播一般以每秒数毫米至每秒 数百毫米的速度一层一层地连续传播下去， 但始终小于该介质条件下的音速。
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1.1基本概念
C7H5N3O6(TNT)＝ 1.88H2O+2.06CO +1.03CO2+3.9C+0.62H2+1.5N2+QTNT
炸 药 爆 炸 所 形 成 的 温 度 可 达 3000 ～ 50000C，压力高达102～104MPa。
化学爆炸释放的是分子之间或原子之间 的结合分裂能。化学爆炸会产生高压、高温 气体，即形成爆炸波。
不同炸药其感度、威力不同，混合后可 以达到我们所要求的感度和威力。
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1.1基本概念
➢ 三硝基甲苯（TNT）为白色或苋色淡黄色针状结晶， 无臭，有吸湿性。（C7H5N3O6）
➢ 黑索金又名为旋风炸药，黑索金(Hexogen通用符号 RDX)化学名为环三亚甲基三硝胺，是一种爆炸力很 强的环状硝基。 是TNT的158%，被发展作炸药用途 。起爆容易，是综合性极佳的炸药。 （C3H6N6O6）
1.1基本概念
➢ 奥克托今（HMX），也称奥克托金、奥托金， 是现今军事上使用的综合性能最好的炸药，具有 八元环的硝胺结构，命名为“1,3,5,7-四硝基1,3,5,7-四氮杂环辛烷”，化学名“环四亚甲基 四硝胺”(cyclotetramethylenete-tranitramine) 。
➢ HMX的撞击感度比TNT略高，容易起爆，安定 性较好，但成本较高。通常用于高威力的导弹战 斗部，也用作核武器的起爆装药和固体火箭推进 剂的组分。
爆轰学
Denton: ▪ （1）张宝平，张庆明，黄风雷编. 《爆轰 物理学》. 兵器工业出版社， 2009年. ▪ （2）奥尔连科主编，孙承纬译.爆炸物理 学（上册），科学出版社，2011年。 ▪ （ 3 ） Roger Cheret. Detonation of Condensed Explosives ▪ （4）黄正平. 爆炸与冲击电测技术. 北京： 国防工业出版社 2006.