淺談炸藥的發展現狀

楊大為

摘 要：隨著現代工業經濟的發展，炸藥的應用變得越來越廣泛，人們從對炸藥的一無所知到熟悉運用經理幾千年的發展。盡管炸藥帶來的危害很大，但它仍然在各個領域中扮演重要的角色。本文簡要介紹了幾種炸藥的類型和特點，通過對幾類常見炸藥的介紹有利于對日后炸藥的應用和改進。

關鍵詞：炸藥 乳化炸藥 進展

炸藥，是能在極短時間內劇烈燃燒（即爆炸）的物質，是在一定的外界能量的作用下，由自身能量發生爆炸的物質。一般情況下，炸藥的化學及物理性質穩定，但不論環境是否密封，藥量多少，甚至在外界零供氧的情況下，只要有較強的能量（起爆藥）激發，炸藥就會對外界進行穩定的爆轟式作功。炸藥爆炸時，能釋放出大量的熱能并產生高溫高壓氣體，對周圍物質起破壞、拋擲、壓縮等作用。

本文簡要介紹幾種常見炸藥，主要分為共晶炸藥、混合炸藥以及乳化炸藥。

一、共晶炸藥

共晶是由兩種或兩種以上的中性分子組分在分子間氫鍵或其他非共價鍵作用下，以固定的化學計量比結合而成的結構單元按次序重復排列的多組分分子晶體，其中形成共晶的各組分在室溫下都為固體。一般可將共晶視為是對現有的結晶固體種類（多晶型物、溶劑化物和鹽類）的補充。最早報道的共晶是FriedrichWohler于1844年研究得到的醒氫醒共晶，已有160多年的歷史。隨后，由于共晶的形成能夠改善物質的熔點、溶解度、化學穩定性、生物利用度等重要性能，其在藥學、紡織、化學處理等領域得到了廣泛的研究和應用。

形成共晶的條件是比較苛刻的，共結晶現象是發生在特殊條件下的一種結晶行為。歸納起來其形成條件主要有以下幾點：1.組分間具有較強的分子間作用力：形成共晶的單一組分應該有相適宜的結構，分子之間能形成較強的兩兩相互作用，以形成較穩定的超分子合成子，從而進一步形成共晶。2.溶解度相近：在共晶的生長過程中固相和溶劑相的平衡是影響共晶析出的重要因素。可用三元相圖來解釋共晶的形成，相圖會隨著各組分溶解度的不同而變化，不同的溶解度將改變相圖中熱力學有利的共晶相區域的位置和大小。對于溶解度相近且物質的量相等的兩組分，通過溶劑蒸發法等可形成物質的量比為1：1的共晶，其共晶形成相圖較簡單、有規律，共晶的形成相對容易；而溶解度相差較大的兩組分形成共晶時的相圖較復雜，不便于觀察分析，共晶也不易形成。因此，在共晶炸藥的制備中，應盡可能選擇對各組分溶解度都相近的溶劑，以擴大共晶區，利于共晶的產生。

二、混合炸藥

先進武器彈藥伴隨著含能材料技術的發展和應用而不斷發展。混合炸藥由于能夠彌補單質炸藥在品種、成型工藝、原料來源和成本等方面的不足，選擇性和適應性更高，是武器實現毀傷作用的最終使用形式，在武器裝藥中起著至關重要的作用。混合炸藥設計技術是含能材料技術的一個重要方向，牽引著新型含能材料合成、結晶等學科的發展。對于混合炸藥而言，不僅要考慮能量與安全性這些基本性能，還需要考慮材料相容性、成型、機加、力學等綜合性能。經過多年的發展，世界各國相繼研發了以不同炸藥為基礎，能夠實現不同毀傷方式的炸藥配方，以滿足武器彈藥的應用需求。總體上看，混合炸藥應該具有高的密度和能量輸出、良好的安全和工藝性能。

從特點上看，混合炸藥屬于高填充體系的復合材料，涉及含能材料介觀、宏觀尺度的科學問題。配方中通常包含主體炸藥、高分子粘結劑、熔鑄載體、降感劑、增塑劑、其它功能添加劑等，每種組分所起作用不同，但功能上的協同效應對配方設計十分重要。混合炸藥的能量、安全性、力學性能、成本等往往不可兼得，需要綜合匹配設計，因此一種炸藥可能在定型后很長一段時間仍然在不斷改進和發展，實現綜合性能不斷提升。

三、乳化炸藥

乳化炸藥是借助乳化劑的作用，使氧化劑鹽水溶液的微滴均勻分散在含有分散氣泡等多孔物質的油相連續介質中，形成的一種油包水型的乳膠狀炸藥。在高緯度地區，如哈薩克斯坦以及我國北方大面積冰雪覆蓋區域，進行工程爆破作業時，對乳化炸藥的耐低溫性能有較高的要求。

普通乳化炸藥具有爆炸性能優良、抗水性能好等優點；但在爆破工程應用時，在高寒地區，特別是氣溫低于一20℃的地區，乳化炸藥會出現爆轟性能衰減甚至拒爆的情況。因此，需要提高乳化炸藥的耐低溫性能，使其在低溫環境下能夠保持高爆速、高爆壓、抗壓抗水、安全環保的穩定性能。

當前乳化炸藥的乳化有3種模式：1）中高速攪拌模式。我國相關標準明確規定，乳化器線速度不大于15m/s。為區分復合模式的線速度，將線速度20m/s以上定義為高速，線速度15m/s定義為中高速，線速度7m/s定義為中低速。2）中低速（線速度不大于7m/s）攪拌加膠體泵靜態混合器壓強能的復合模式。該模式的粗乳罐轉速不大于600r/min，精乳采用靜態混合器，精乳的外在能量由單螺桿泵提供，膠體泵的壓力一般為1.2MPa左右。該螺桿泵的介質為乳膠基質，爆炸屬性隨介質用途不同有高低之分。復合模式應用于乳化有兩種用途：一是廣泛用于混裝車的地面站，制備滿足聯合國UN3375要求的基礎乳液，此時螺桿泵輸送的基質是氧化劑，爆炸屬性相對較低；二是用于包裝炸藥的生產，所輸送的基質水含量低，豁度大，爆炸危險屬性更高些。

結束語

通過對以上三種常見炸藥的了解有利于在現實應用時將其特點發揮到最大，同時也有利于后人在研究時獲得更多的借鑒并進行改善。

參考文獻

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