油胺效应(含能材料大家族的战斗主力——猛炸药)

Posted 2023-05-31

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油胺效应(含能材料大家族的战斗主力——猛炸药)

走进含能材料大家族系列专题稿件（四）
—— 战斗主力：猛炸药

我们知道，含能材料根据其用途和性质的不同，可分为火药、炸药、火工药剂和烟火药等，在各种分类中，炸药是人们最为熟悉的词语，甚至多数情况下，会将所有的含能材料笼统的称之为炸药，但实际上，炸药的学名为“猛炸药”，从名字上就可以看出，猛炸药和其他含能材料，最大的区别就体现在一个“猛”字。

从热力学的角度来说，炸药是一种相对不稳定（亚稳态）的物质，在外界能量的作用下，能够自行发生急剧的化学变化，在极短时间内突然释放大量的能量，产生的爆炸产物快速向四周膨胀，产生强冲击波，造成对周围介质的破坏，这个过程称之为化学爆炸，在化学爆炸的过程中，根据反应速率的快慢和化学反应波的形式，分别会发生爆轰、爆燃和快速燃烧的现象，并在一定条件下会相互转化，比如在起爆药一章就曾描述过起爆药的燃烧转爆轰的过程。猛炸药与其他的含能材料相比，最大的特征为爆炸的主要形式是爆轰，一旦被起爆，就会产生较高的爆速和强烈的破坏威力；另一方面，猛炸药的感度一般较低，在日常的振动和轻微碰撞时，均能保持稳定，使用时，通常需要借助起爆药的作用才能激发爆轰。

炸药按照组成，可以分为单质炸药和混合炸药两大类。顾名思义，单质炸药是指单一成分的化合物类炸药。这种炸药的分子内有特殊的分子基团，具有不稳定性，在外界一定的热能和机械能的刺激下即可分解，引起爆炸反应。例如三硝基甲苯（TNT）、三硝基苯酚（苦味酸）、三硝基苯甲硝铵（特屈儿）、环三亚甲基三硝铵（黑索金、旋风炸药）等都是具有一个或多个硝基的化合物。

实际上，单质炸药在多数情况下，并不能同时满足功能性、工艺性、安全性等各项指标。根据对炸药的爆炸性能、安全性能、力学性能、耐环境性能的各种要求，往往在单质炸药中加入其它添加剂以提高炸药的综合性能。

TNT和黑索金以不同比例组成的梯黑炸药，是军事上运用最广泛的一种混合炸药，而钝化黑索金，则是由黑索金和石蜡组成的粒装混合炸药。为了提高炸药爆炸的热效应，而在炸药中加入了适量的粒装或片状铝粉，组成的含铝混合炸药，是混合炸药中高威力炸药的一个重要系列。而以高能炸药为主体，配合粘结剂、增塑剂、钝感剂等添加剂构成的高分子混合炸药，按其物理状态可分为高强度、塑性的、挠性的、泡沫态的等，能够满足各种不同的场合需求。

装有黑梯铝混合炸药的炮弹

燃料-空气炸药，则是完全不同于固体混合炸药的一种新类型，这类炸药以固体或液体燃料与空气组成爆炸混合物，当燃料与空气混合至一定比例时才成为炸药。因燃料抛洒后在目标上空形成云雾、无孔不入，所以引爆后杀伤破坏效应较普通混合炸药更为显著。这类炸药一般作为云爆弹或温压弹的装药，是对付坚固堡垒或复杂地下工事的“大杀器”。

装有燃料-空气炸药的温压弹爆炸瞬间

在民用领域，用得最多的是硝铵炸药，它是以硝酸铵为主要成分，通常由氧化剂硝酸铵、敏化剂硝基化合物和木粉、石蜡等可燃物混合而成。硝铵炸药现有铵梯炸药、铵油炸药、水胶炸药、乳化炸药、膨化硝铵炸药等多个种类，在矿山开采、爆破拆除、金属加工等领域有广泛运用。

矿山爆破用的硝铵炸药

炸药作为弹药、战斗部产生终点效应的核心要素，不同弹种对于炸药的性能要求是不同的。依靠炸药爆炸的冲击波毁伤目标的杀爆弹或水下弹药，要求炸药有尽可能大的做功能力，优良的爆炸热效应和较多的气态爆轰产物；而对于破甲弹而言，在一定范围内，破甲能力和装药的爆速成正比，则需要选用爆速较高的炸药，并设法提高装药的密度；而对于炮弹装药来说，在保证爆炸性能的前提下，其抗高压和高过载的能力也不得不重点考虑。

从黑火药作为弹丸装药算起，炸药专业发展至今已有三百多年的时间，期间炸药的威力已提高了近15倍，近30年以来，对炸药的研制重点已从追求单一威力指标向适度提高能量水平、安定性和实用性相协调的方向发展。二战以后，虽然混合炸药的主体仍是TNT、黑索金、奥克托今等，但由于颗粒造型、表面处理、分子调整等技术的发展，以上述传统炸药为基体的新型混合炸药不断出现，尤其是低易损性炸药概念的提出，为提高武器弹药的生存能力开辟了新的道路。

划重点

猛炸药爆炸的主要形式是爆轰，一旦起爆，就会产生较高的爆速和强烈的破坏威力；同时，猛炸药的感度一般较低，在日常的振动和轻微碰撞时，均能保持稳定，使用时，通常需要借助起爆药的作用才能激发爆轰。猛炸药可分为单质炸药和混合炸药两大类，根据不同场合的需求，出现了梯黑炸药、含铝混合炸药、高分子混合炸药和燃料-空气炸药等不同类型的炸药。猛炸药正在朝着提高威力、安全性、工艺性等方面的综合性能发展。

图 | 源自网络

出品 | 科普中国

作者 | 鸿爪雪梨

策划 | 武玥彤

监制 | 光明网科普事业部

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