• 在第二次世界大战期间黑索金RDX受到普遍重视（1899年合成RDX）。
炸药的化学变化形式
热分解
燃烧 爆炸 爆轰
• 分解反应在整个炸药内部进行，反应速度主要取决于环境温 度
• 化学反应不是在整个炸药体积内进行，而是在某一局部如反 应阵面或者说反应区发生化学反应，以波的形式在炸药中传 播，反应速度通常在几米/秒。 • 与外界压力关系密切，压力升高，燃烧速度显著增加
炸药的定义： 炸药（explosives）是指能够发生化学爆炸并 迅速释放其能量的物质。 本质：组成炸药的物质，其本身既含氧化剂，又含可
燃剂。
• 广义上的炸药即火炸药，包括起爆药、猛炸药、火药、烟火剂（烟火 药），它们都是含能材料。 狭义上的炸药只包括起爆药、猛炸药，也称为爆轰的炸药。 火药、烟火药属于广义的炸药的范畴，它们是燃烧的炸药。
体积为1L的普通炸药爆炸反应 时，一般可产生1000L左右的
气态产物（在标准状态时）。
[例]铝热剂的反应：
• • • • • 2Al+Fe2O3 Al203+2Fe + 853.12kJ 反应的速度很快 反应的热效应可以使产物温度升到3000C 没有气态产物生成 不发生爆炸
工业炸药及其分类
工业炸药，又称民用炸药，它主要是以氧化剂与可燃物为主体 或以单质炸药与附加物组成的爆炸性混合物，常见的有硝铵类 炸药和含水炸药。 • 按用途分：包括岩石炸药、露天炸药、煤矿许用炸药以及 特种炸药。 • 按物理状态分：包括粉状炸药、含水炸药、胶质炸药、粘 性炸药、浆状炸药、液体炸药。
【例如:】
[lkg汽油]在发动机中燃烧或[lkg煤块]在
空气中燃烧，所需要的时间为数分钟到数十分
钟。
[1kg炸药]爆炸反应的时间仅十几到几十
微秒。
炸药的爆炸要比燃料燃烧快数千万倍。
炸药并非是一个能量很高的 能源， 却是一个功率极大的能源。
生成气态产物
• 第三个必要条件。 • 反应生成气态产物是能量转换的工作介质。 • 爆炸对周围介质做功是通过高温高压的气体迅速 膨胀实现的，所以生成大量气体产物是炸药爆炸 的一个重要特征。
NH3十HN03一170.7kJ
雷管引爆 NH4N03
——————————————————————N2十H20十0.502十126.4
kJ
• 第一个反应靠外界供给能量来维持其分解，显然 不可能发生爆炸；
• 而第二个反应具有放热性，因此具有爆炸性。
反应的快速性
• 第二个必要条件。 • 是炸药爆炸一个最重要特征。 • 一般化学反应也可以是放热的，而且有许多反应 释放的热量比炸药爆炸反应释放的热量大许多倍， 但这些反应并未形成爆炸现象，其根本原因在于 它们的反应过程进行得很慢。
石油测井用爆炸与炸药的基础知 识
目
一、基本概念
录
二、炸药的起爆和感度
三、炸药的氧平衡与热化学参数
四、炸药的爆炸性能及破环作用
视频1 视频2 视频3
一、基本概念
爆炸是指在有限空间和极短时间内，迅速释放 大量能量或发生急剧转化的物理、化学过程。
• 物理爆炸：锅炉、高压气瓶、轮胎、火山喷发等 • 化学爆炸：安全气囊、鞭炮、烟花、粉尘、瓦斯等 • 核爆炸：原子弹、氢弹、宇宙爆炸等
• 按组成和物理特性分：包括乳化炸药（含粉状乳化炸药）、 铵油类炸药（含膨化硝铵炸药）、水胶炸药、胶质炸药和 其它炸药六类。
工业炸药及其分类
按作用分：分为起爆药、猛炸药、火药和烟火剂
起爆药 •可以被热（明火、摩擦等）或震动激发 •被激发后首先燃烧然后转为爆炸 猛炸药 • 被激发后发生爆炸 • 反应速度可以达到1-6 miles/sec. • 持续时间短，压力高达 50,000 ~ 4,000,000psi. 火药 • 在受热条件下可以被激发 • 燃烧速度快并放出大量的热量 • 可以产生高达50,000psi的压力 烟火剂 燃烧时产生的压力要小于火药燃烧所产生的压力
放热量>散热量
燃烧加速
热分解
燃烧熄灭
燃 烧
熄
爆 轰
爆
炸药爆炸的条件 （三要素） 放热：反应过程释放出大量的热 作功能源
• 常用炸药的爆热通常为1670-6280KJ/KG
快速：反应过程高速进行 作功功率
• 常用炸药的爆速通常为3000-85 Nhomakorabea0m/s
生成气态产物：反应过程生产大量气体作功介质
• 常用炸药的比容600-800L/KG 是任何化学反应成为爆炸性反应的必要条件，三者 互相关联、缺一不可。
反应的放热性
• 第一个必要条件。
• 爆炸时能释放热量，是激发未爆炸炸药发生爆炸 的能源，促使爆炸过程自行传播下去。 • 是系统对外做功的能源。
[例] 硝酸铵的分解反应
NH4N03
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起爆药
• 用以引爆猛炸药或点燃烟火药，其特点是感度高、爆轰成 长快、爆速低、威力小，一般不单独使用，如雷汞、叠氮 化铅、斯蒂芬酸铅、二硝基重氮酚等。（常用的单质起爆 药有叠氮化铅、斯蒂芬酸铅、二硝基重氮酚、四氮烯等） • 起爆药一般用于电雷管的初级装药，用以引爆或点燃次级 装药。 • 起爆药依其组分可以分为单质起爆药、混合起爆药二类。 • 单质起爆药指的是单一成分的起爆药。 • 混合起爆药指的是由几种成分混合在一起而制成的起爆药 。它们有的是由两种以上单质起爆药或单质起爆药与非爆 炸性物质组成，也有的是由几种非爆炸性物质组成。
• 反应速度在十几米~几百米/秒
• 以其最大速度传播的爆炸变化，也是一种燃烧，爆轰 速度就是爆轰反应区或反应阵面沿炸药传播的速度， 反应速度通常达到1000米/秒以上。
燃烧与爆炸的区别：
燃烧靠热传导来传递能量和激起化学反应，受环境影 响较大；而爆炸则靠冲击波的作用来传递能量和激起 化学反应，基本上不受环境影响； 爆炸反应比燃烧反应更为激烈，放出热量和形成温度 高； 燃烧产物的运动方向与反应区传播方向相反，而爆炸 产物的运动方向则与反应区传播方向相同，故燃烧产 生的压力较低，而爆炸产生很高的压力； 燃烧速度是亚音速的，爆炸速度是超音速的。
• •
炸药的发展历程：
• 第一个千禧，中国人发明了黑火药；(硫磺+硝石+木炭） • 第二个千僖的17世纪，匈牙利人用黑火药采矿，出现了“爆破”； • 西欧发明了硝化甘油、梯恩梯； • 19世纪60年代，Nobel.A.B.发明了以硅藻土吸收硝化甘油制成的炸 药和以雷汞为装药的雷管，开始了用起爆药引爆猛炸药的历史； • 1885年，法国人首次用苦味酸装填炮弹（黄色炸药）（苦味酸是 1771年合成的，当初用于染料工业） • 1902年，德国首次用TNT装填炮弹（1863年合成TNT）；