炸藥的爆炸性能及其測定

第三節　炸藥的爆炸性能及其測定

教學目的和要求：

掌握炸藥的起爆與敏感度。

了解炸藥的爆速與爆炸的穩定性。

掌握炸藥的爆力和猛度。

教學內容

炸藥的起爆與敏感度

炸藥的爆速與爆炸的穩定性

炸藥的爆力和猛度

一、炸藥的起爆機理

（一）起爆與起爆能

　炸藥是一不穩定體系，又具有相對穩定性

即：不穩定體系　　　　穩定體系

　引起炸藥爆炸分解的過程，稱為起爆。

　引起炸藥起爆所需的最低能量，稱為炸藥的起爆能

（二）起爆能的形式

1.機械能(沖擊、摩擦)

2.熱能(火焰、高溫)

3.爆炸能(雷管、導爆索、炸藥)

（三）炸藥的起爆機理

活化能理論：化學反應只是在具有活化能量的活化分子互相接觸和碰撞時才能發生。

活化分子：具有比一般分子更高能量，叫活潑的分子。

活化能：能夠使炸藥分子轉換為活化分子，并能維持持續化學反應的能量的活化能。

要使化學反應持續進行，必須使炸藥反應放出的熱量高于持續反應所需要的活化能。

起爆能理論分為三種理論；

1.熱能起爆機理

要點：在一定的溫度、壓力和其他條件下，如果一個體系反應放出的熱量大于熱傳導所散失的熱量，就能使該體系發生熱積聚。從而使反應自動加速，最后導致爆炸。

爆炸是系統內部溫度漸增的結果。

放熱是隨著溫度的變化率應超過散熱量隨溫度的變化率。

2、機械能起爆理論-——灼熱核理論（熱點學說）

A 要點：當炸藥受到撞擊摩擦等機械能作用的同時，其中的某一部分或幾個極小部分（個別晶體的棱角處或微小氣泡處）首先被加熱到炸藥的爆發溫度，促使局部炸藥首先起爆，然后迅速傳播至全部。

B 熱核形成的原因

①炸藥中微小氣泡的絕熱壓縮。300-600度；

②顆粒間產生摩擦，炸藥質點之間或炸藥摻合物之間的作用。

③炸藥流動的粘性加熱。

C 灼熱核引起爆炸的條件

①熱點溫度不低于300-600 ℃

②熱點半徑夠大，d=10-3-10-5cm 過大過小都不行。

③熱點作用時間在10-7s 以上

④熱點具有夠大的熱量，q≥4.18×10-8～4.18×10-10

乳化炸藥、漿狀炸藥等含水炸藥，較好地利用了微小氣泡絕熱壓縮形成的灼熱核的理論，根據灼熱核核理論制成的

3、爆炸沖擊能起爆理論

利用一種炸藥爆炸后產生的沖擊波通過某介質去起爆另一種炸藥。

A  均相炸藥的爆炸沖擊能起爆過程

 炸藥產生的強沖擊波進入均相炸藥，并在其表面形成沖擊波。

B  非均相炸藥的爆炸沖擊能起爆過程

從局部“熱點”開始擴展開的。所需要臨界壓力小，可以用灼熱核理論解釋。

（四）炸藥的敏感度及測定

1.敏感度(感度)

　　　炸藥在外界作用下引起爆炸的難易程度，稱為炸藥的敏感度，簡稱感度。

    感度的形式也有3種

　機械感度

　熱感度

　爆轟感度

　2.工業炸藥對感度的要求

　機械感度和熱感度要低一些

　爆轟感度要高一些

3.感度的測定

(1)機械感度

沖擊感度

　測定儀器是立式落錘儀

采用落錘試驗

　0.05g  10kg  25cm

自由下落

測定炸藥爆炸的百分數

摩擦感度的測定：

用擺式摩擦儀

(2)熱感度

　爆發點：炸藥爆炸所需的

　　　　　最低溫度

　測定：

　0.05g被測炸藥

　測定延時5秒鐘的爆發點

爆發點越低，說明感度越高

(3)爆轟感度

　以殉爆距離表示

殉爆：由于主動藥包的爆炸引起被動藥包爆炸的現象。

殉爆距離：指主動藥包使被動藥包連續三次殉爆的最大距離。影響殉爆距離的因素：

被動藥包的感度、密度、藥徑、藥量、傳爆方向、中間介質等

　意義：

　炸藥的使用、貯存、設計

炸藥廠與炸藥庫的距離　　　　　　　　　　　 　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　炸藥殉爆距離測定法

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1-雷管；2-主爆藥包；3-從爆藥包

（五）、影響炸藥感度的因素

  1、炸藥的化學結構（內在影響因素）

       鍵能；分子結構和成分，生成熱，熱效應，活化能，熱容量

  2、炸藥的物理性質（外在影響因素）

      物理狀態，粒度，密度，晶體形態，微氣泡，摻合物

二、炸藥的爆速與爆炸的穩定性

1.炸藥的爆速

　灼熱點起爆形成爆轟波

炸藥的爆速就是爆轟波的波速

2.爆速的測定

(1)導爆索法

導爆索的爆速一般為6500m/s，具體值可向廠家索取或查產品說明書。

導爆索測定法簡單易行，應用方便，具有一定的可靠性 ，但數據出入較大

(2)爆速測定儀法

3.影響爆速的因素

　裝藥的直徑和密度

　炸藥的性能與質量

　藥卷的外殼

　起爆能的大小

　傳爆中的間隙效應

(1)裝藥直徑

d2      15－25mm　臨界直徑

d1　　60－80mm　極限直徑

即在一定范圍內成正比

d＜ d2　炸藥參加反應的分子數少而自行熄滅，部分炸藥顆粒易被驅散，隨著藥徑的增加，同時參加反應的分子數增加，生成較多的氣體和熱量。

(1)裝藥密度

最優密度　0.95－1.1

ρ小：同時參加反應的分子數少

ρ大：炸藥顆粒間氣泡減少，分攤到的起爆能顯著減小

4.炸藥爆炸的穩定性

　爆轟波在炸藥中以穩定的速度傳播，稱為穩定爆炸；

　爆速下降或中途熄滅，稱為非穩定爆炸。

　　穩定爆炸：分解完全，放熱量大，爆速大

　非穩定爆炸：分解不完全，放熱量小，爆速　　

　　　　　　　下降，產生有毒氣體

　主要原因：感度低，起爆能不足，密度不

　　　　　　佳，藥徑小等

三、炸藥的爆力和猛度

1.爆力

定義：炸藥爆炸后(爆生氣體)膨脹做功的能力

測定方法：鉛鑄法

　10g　８號雷管

　石英砂

爆力＝V－V1－V2

    V1=61cm3

    V2=28.5cm3

硝酸銨：240－360cm3

2.猛度

定義：炸藥爆炸后沖擊作功的能力。

測定方法：鉛柱法

　50g（ Ф 40）

　8號雷管

　打堆

猛度：h=h1－h2　

硝酸銨  8－14mm

作業

名詞：起爆能　感度　沖擊感度　熱感度　爆轟感度　殉爆距離　爆力　猛度　穩定爆炸

炸藥的起爆能有哪幾種？

說明研究殉爆距離的意義。

說明影響炸藥爆速的因素

說明爆力、猛度的測定方法。　　　　

完