炸药概论及基本理论

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一、炸药概论及基本理论
1.1 炸药和爆炸 1.2 炸药的发展历程 1.3 炸药热分解通性 1.4 炸药的爆炸变化
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1.3 炸药热分解通性
一、炸药热分解的一般规律 通常把炸药的热分解分为三个阶段。 ➢ (1)热分解的延滞期 ➢ (2)热分解的加速期 ➢ (3)热分解降速期 炸药的起始热分解速度只受温度的影响。
➢ 1．单质起爆药 ➢ 2．混合起爆药 ➢ 3．复盐起爆药 ➢ 4．配位化合物起爆药
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一、炸药概论及基本理论
1.1 炸药和爆炸 1.2 炸药的发展历程 1.3 炸药热分解通性 1.4 炸药的爆炸变化
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1.2 炸药的发展历程
从中国有正式可考的黑火药文字记载算起，炸药已 有一千多年的历史，它的发展可分为四个时期：
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1.3 炸药热分解通性
三、炸药热分解的二次反应 有些热分解初始反应产物(如N02)相当活泼，可以
继续和分解形成的其他产物或者炸药本身相互作用 ，这类后续反应统称为热分解的二次反应。 二次反应很复杂，由多元反应组成，它们可以是 氧化反应、水解反应、催化反应等。 硝酸酯热分解的二次反应： 三硝基氮杂环丁烷的二次反应：
1994年，中国也合成出了HNIW，成为当今世界 上能生产HNIW的少数几个国家之一。
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1.2 炸药的发展历程
在这一时期合成出的高能量密度化合物还有八硝基 立方烷(ONC)、1，3，3—三硝基氮杂环丁烷 (TNAZ)及二硝酰胺铵(ADN)。
另外，美国于20世纪90年代开始研制以HNIW为 基的高聚物黏结炸药，其中的RX—39—AA、AB 及AC，相当于以奥克托今为基的LX—14系列高聚 物黏结炸药，可使能量输出增加约15％。
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1.1 炸药和爆炸
➢ 爆炸一般分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸。 ➢ 炸药的爆炸则属于化学爆炸，此时化学反应能转变
为机械能、热能、光能、声能。 ➢ 炸药的化学爆炸有三个特征： (1)反应的放热性 (2)反应的高速性 (3)生成大量气体产物
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1.1 炸药和爆炸
二、炸药基本特征 炸药是在外部激发能作用下，能发生爆炸并对周
➢ ①黑火药时期； ➢ ②近代炸药的兴起和发展时期； ➢ ③炸药品种增加和综合性能不断提高时期； ➢ ④炸药发展的新时期。
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1.2 炸药的发展历程
20世纪90年代研制的炸药是与“高能量密度材料 (HEDM)”这一概念相联系的。
1987年美国的A．T·尼尔逊(Nielsen)合成出了六 硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)，英、法等国也很快 掌握了合成HNIW的方法。
围介质作功的化合物(单质炸药)或混合物(混合炸药 )。 (一)炸药基本特征 炸药具有四个特点：高体积能量密度，自行活化 ，亚稳态，自供氧。
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1.1 炸药和爆炸
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1.1 炸药和爆炸
(二)爆炸性基团
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1.1 炸药和爆炸
三、对炸药的基本要求 ➢ (1)能量水平 ➢ (2)安全性能 ➢ (3)安定性和相容性 ➢ (4)装药工艺 ➢ (5)原材料及生产工艺 ➢ (6)生态和环境保护
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1.3 炸药热分解通性
三硝基氮杂环丁烷(硝胺—硝基化合物)
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1.3 炸药热分解通性
对于凝聚态炸药，由于分子结构的复杂及分子间的 相互作用，最薄弱的键不一定是计算键能最小的键。 例如，对某些结构复杂的硝基苯的烷基衍生物：
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1.3 炸药热分解通性
不同相态炸药分子的热分解速度是不同的
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1.1 炸药和爆炸
来自百度文库、炸药分类 ➢ 按化学组分可分为单质炸药(单组分炸药)和混合炸药 ➢ 按应用领域可分为军用炸药和工业炸药。 ➢ 按作用方式可将广义的炸药分为猛炸药、起爆药、火
药及烟火剂 ➢ 但通常称谓的炸药有时仅指猛炸药(也称高级炸药、
次发炸药或第二炸药)。
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1.1 炸药和爆炸
炸药技术概论
一、炸药概论及基本理论 1.1 炸药和爆炸 1.2 炸药的发展历程 1.3 炸药热分解通性 1.4 炸药的爆炸变化
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一、炸药概论及基本理论
1.1 炸药和爆炸 1.2 炸药的发展历程 1.3 炸药热分解通性 1.4 炸药的爆炸变化
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1.1 炸药和爆炸
一、爆炸和化学爆炸特征 ➢ 爆炸是物质迅速的物理变化或化学变化。 ➢ 广义的爆炸过程包括爆轰及爆燃。 ➢ 爆燃是燃速很高(可达1 km/s)的燃烧
(一)单质炸药 单质炸药分子含有爆炸性基团，其中最重要的有 C—N02，N—NO2及O—N02三种。
(二)混合炸药 混合炸药常由单质炸药和添加剂或由氧化剂、可 燃剂和添加剂按适当比例混制而成。
➢ 1．军用混合炸药 ➢ 2．民用混合炸药
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1.1 炸药和爆炸
(三)起爆药
在较弱外部激发能作用下，即可发生燃烧，并能 迅速转变成爆轰的炸药称为起爆药。
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硝酸酯热分解的二次反应
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三硝基氮杂环丁烷的二次反应
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1.3 炸药热分解通性
由于二次反应的复杂性，很难确定其动力学规
律，通常只能笼统地用简化了的唯象动力学方程 表示，且这类反应一般具有自催化性质。 二次反应与一些环境条件有关，不完全由炸药本 质所决定。
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1.3 炸药热分解通性
四、炸药热分解的加速历程 炸药的热分解过程，如单质炸药的热分解，其初
始反应速度只随炸药本身性质(如化学结构、晶型 、相态及颗粒等)和环境温度而改变。 在一定温度下，加速历程决定炸药最大可能的热 安定性。 二次反应与外界条件有关，所以在一定范围和条 件下，可以人为控制热分解的加速历程，以提高 炸药的安全性。
每种炸药在固定温度下的起始热分解速度是 定值，且可用阿累尼乌斯(Arrhenius)方程 式。
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1.3 炸药热分解通性
二、炸药热分解的初始反应
➢ 初始反应是炸药热分解的开始阶段，是炸药分子 发生键断裂的最早步骤。
➢ 气态炸药的初始反应，可认为是分子中最薄弱的 键首先断裂。例如对于硝酸酯来说，首先是发生 O—N键的断裂。