炸药的爆炸性能及其测定

第三节　炸药的爆炸性能及其测定

教学目的和要求：

掌握炸药的起爆与敏感度。

了解炸药的爆速与爆炸的稳定性。

掌握炸药的爆力和猛度。

教学内容

炸药的起爆与敏感度

炸药的爆速与爆炸的稳定性

炸药的爆力和猛度

一、炸药的起爆机理

（一）起爆与起爆能

　炸药是一不稳定体系，又具有相对稳定性

即：不稳定体系　　　　稳定体系

　引起炸药爆炸分解的过程，称为起爆。

　引起炸药起爆所需的最低能量，称为炸药的起爆能

（二）起爆能的形式

1.机械能(冲击、摩擦)

2.热能(火焰、高温)

3.爆炸能(雷管、导爆索、炸药)

（三）炸药的起爆机理

活化能理论：化学反应只是在具有活化能量的活化分子互相接触和碰撞时才能发生。

活化分子：具有比一般分子更高能量，叫活泼的分子。

活化能：能够使炸药分子转换为活化分子，并能维持持续化学反应的能量的活化能。

要使化学反应持续进行，必须使炸药反应放出的热量高于持续反应所需要的活化能。

起爆能理论分为三种理论；

1.热能起爆机理

要点：在一定的温度、压力和其他条件下，如果一个体系反应放出的热量大于热传导所散失的热量，就能使该体系发生热积聚。从而使反应自动加速，最后导致爆炸。

爆炸是系统内部温度渐增的结果。

放热是随着温度的变化率应超过散热量随温度的变化率。

2、机械能起爆理论-——灼热核理论（热点学说）

A 要点：当炸药受到撞击摩擦等机械能作用的同时，其中的某一部分或几个极小部分（个别晶体的棱角处或微小气泡处）首先被加热到炸药的爆发温度，促使局部炸药首先起爆，然后迅速传播至全部。

B 热核形成的原因

①炸药中微小气泡的绝热压缩。300-600度；

②颗粒间产生摩擦，炸药质点之间或炸药掺合物之间的作用。

③炸药流动的粘性加热。

C 灼热核引起爆炸的条件

①热点温度不低于300-600 ℃

②热点半径够大，d=10-3-10-5cm 过大过小都不行。

③热点作用时间在10-7s 以上

④热点具有够大的热量，q≥4.18×10-8～4.18×10-10

乳化炸药、浆状炸药等含水炸药，较好地利用了微小气泡绝热压缩形成的灼热核的理论，根据灼热核核理论制成的

3、爆炸冲击能起爆理论

利用一种炸药爆炸后产生的冲击波通过某介质去起爆另一种炸药。

A  均相炸药的爆炸冲击能起爆过程

 炸药产生的强冲击波进入均相炸药，并在其表面形成冲击波。

B  非均相炸药的爆炸冲击能起爆过程

从局部“热点”开始扩展开的。所需要临界压力小，可以用灼热核理论解释。

（四）炸药的敏感度及测定

1.敏感度(感度)

　　　炸药在外界作用下引起爆炸的难易程度，称为炸药的敏感度，简称感度。

    感度的形式也有3种

　机械感度

　热感度

　爆轰感度

　2.工业炸药对感度的要求

　机械感度和热感度要低一些

　爆轰感度要高一些

3.感度的测定

(1)机械感度

冲击感度

　测定仪器是立式落锤仪

采用落锤试验

　0.05g  10kg  25cm

自由下落

测定炸药爆炸的百分数

摩擦感度的测定：

用摆式摩擦仪

(2)热感度

　爆发点：炸药爆炸所需的

　　　　　最低温度

　测定：

　0.05g被测炸药

　测定延时5秒钟的爆发点

爆发点越低，说明感度越高

(3)爆轰感度

　以殉爆距离表示

殉爆：由于主动药包的爆炸引起被动药包爆炸的现象。

殉爆距离：指主动药包使被动药包连续三次殉爆的最大距离。影响殉爆距离的因素：

被动药包的感度、密度、药径、药量、传爆方向、中间介质等

　意义：

　炸药的使用、贮存、设计

炸药厂与炸药库的距离　　　　　　　　　　　 　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　炸药殉爆距离测定法

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1-雷管；2-主爆药包；3-从爆药包

（五）、影响炸药感度的因素

  1、炸药的化学结构（内在影响因素）

       键能；分子结构和成分，生成热，热效应，活化能，热容量

  2、炸药的物理性质（外在影响因素）

      物理状态，粒度，密度，晶体形态，微气泡，掺合物

二、炸药的爆速与爆炸的稳定性

1.炸药的爆速

　灼热点起爆形成爆轰波

炸药的爆速就是爆轰波的波速

2.爆速的测定

(1)导爆索法

导爆索的爆速一般为6500m/s，具体值可向厂家索取或查产品说明书。

导爆索测定法简单易行，应用方便，具有一定的可靠性 ，但数据出入较大

(2)爆速测定仪法

3.影响爆速的因素

　装药的直径和密度

　炸药的性能与质量

　药卷的外壳

　起爆能的大小

　传爆中的间隙效应

(1)装药直径

d2      15－25mm　临界直径

d1　　60－80mm　极限直径

即在一定范围内成正比

d＜ d2　炸药参加反应的分子数少而自行熄灭，部分炸药颗粒易被驱散，随着药径的增加，同时参加反应的分子数增加，生成较多的气体和热量。

(1)装药密度

最优密度　0.95－1.1

ρ小：同时参加反应的分子数少

ρ大：炸药颗粒间气泡减少，分摊到的起爆能显著减小

4.炸药爆炸的稳定性

　爆轰波在炸药中以稳定的速度传播，称为稳定爆炸；

　爆速下降或中途熄灭，称为非稳定爆炸。

　　稳定爆炸：分解完全，放热量大，爆速大

　非稳定爆炸：分解不完全，放热量小，爆速　　

　　　　　　　下降，产生有毒气体

　主要原因：感度低，起爆能不足，密度不

　　　　　　佳，药径小等

三、炸药的爆力和猛度

1.爆力

定义：炸药爆炸后(爆生气体)膨胀做功的能力

测定方法：铅铸法

　10g　８号雷管

　石英砂

爆力＝V－V1－V2

    V1=61cm3

    V2=28.5cm3

硝酸铵：240－360cm3

2.猛度

定义：炸药爆炸后冲击作功的能力。

测定方法：铅柱法

　50g（ Ф 40）

　8号雷管

　打堆

猛度：h=h1－h2　

硝酸铵  8－14mm

作业

名词：起爆能　感度　冲击感度　热感度　爆轰感度　殉爆距离　爆力　猛度　稳定爆炸

炸药的起爆能有哪几种？

说明研究殉爆距离的意义。

说明影响炸药爆速的因素

说明爆力、猛度的测定方法。　　　　

完