1、5 炸藥的起爆與感度炸藥的起爆與感度研究炸藥在外界作用下發生爆炸變化的原因及評價方法。8/27/202215.1 炸藥的起爆及其原因5.2 炸藥的起爆機理5.3 炸藥的感度5.4 影響炸藥感度的因素5.5 炸藥的鈍感與敏化8/27/202225.1 炸藥的起爆及其原因1 炸藥的起爆定義：炸藥在外界能量作用下發生爆炸變化，稱炸藥的起爆。外界能量愈大，炸藥起爆愈易。8/27/20223 外界能量：熱能，電能，光能（激光能量），機械能（撞擊、摩擦），輻射能（射線），電磁波能 引爆沖能：引起炸藥爆炸變化的最小能量，稱引爆沖能。引爆沖量是度量引起爆炸變化的定量指標。 感度：8/27/20224感度（敏感

2、度sensitivity）定義：在外界能量作用下，炸藥發生爆炸的難易程度。 外界能量小感度大，外界能量大感度小。 此處“爆炸”的含義：指不穩定爆轟、爆燃、DDT等。8/27/20225熱感度火焰感度靜電感度摩擦感度撞擊感度沖擊波感度爆轟波感度激光感度按照不同的初始引爆沖能，可將感度分為： 8/27/202262 炸藥起爆原因炸藥是一種處于相對穩定狀態的物質，本身的能量水平比較高（如處于高位的小球）8/27/202273 炸藥起爆的選擇性和相對性 外界能量種類：不同種類的外界能量引起爆炸變化的難易程度是不同的（選擇性）。 TNT耐熱, 機械感度低(8%) NaN3耐熱, 強機械感度外界能量作用速

3、度：作用速度愈快，起爆愈易。 靜 壓快速加壓 緩慢加熱迅速加熱8/27/20228裝藥條件：裝藥條件影響炸藥的感度（直徑、密度）。 尺寸臨界條件時，才有熱爆炸的可能。炸藥的物理狀態： 熔融狀態 固態 結晶狀態 粉狀不同用途的炸藥有不同感度的要求 火焰 撞擊 沖擊波 針刺 摩擦 爆轟波8/27/20229感度的選擇性與相對性炸藥感度的選擇性：對不同的外界能量形式，炸藥的感度并不一致，有的對熱敏感，而對機械作用不敏感，等等。炸藥感度的相對性：只在一定條件有效，例如在某一尺寸下，在溫度為T時，炸藥是安全的。但在大尺寸下又是不安全的。不同的使用條件對炸藥的感度有不同的要求（工業炸藥往往要敏化，軍用炸藥

4、往往要鈍化）外界能量的作用速率不同，感度不同。如靜壓與動壓，加速速率等。8/27/202210炸藥感度的選擇性與相對性炸藥起爆的選擇性與相對性8/27/2022114 研究意義 掌握各種起爆機理，判別炸藥對各種外界能量的感度，指導研究、生產、貯存、運輸、使用各個環節。 如: 定員定量 嚴禁煙火 輕拿輕放 電雷管腳線短路 抗靜電處理 過篩 濕混8/27/202212對工業炸藥提出所謂“實用感度”與”危險感度”要求： 實用感度（ performance sensitivity，敏感性）： 最小引爆沖能下能起爆 -沖擊波感度。 危險感度（ hazard sensitivity，不安定性）： 保持安全

5、的最大引爆沖能-機械感度。 一對矛盾，取其中。 使用者：使用中需要高感度防止拒爆 生產者：操作制造中需要低感度防止事故8/27/2022135.2 炸藥的起爆機理1.熱能起爆機理2.炸藥的機械能起爆理論3.炸藥的沖擊波起爆機理4.炸藥的光起爆機理5.電能起爆機理8/27/2022141 熱能起爆機理熱爆炸理論（P.170定義） Semenov，Frank-Fameneskii，Thomas，馮長根基本觀點： 在一定條件下（溫度、壓力等）若炸藥因熱分解的作用下，反應放出的熱量大于熱傳導（向外）所散失的熱量，就能使炸藥的內部發生熱積累，從而使反應自動加速，溫度升高，反應更快，溫度更高，如此循環發展

6、最后導致爆炸。8/27/202215熱作用下炸藥發生爆炸的機理炸藥分解反應放熱與炸藥向周圍介質（環境）散失熱量的平衡問題，放熱速率（單位時間內由于分解反應放出的熱量）： 式中：W反應速率,分子數/(s.m3)； Q分解1mol炸藥放出的熱量； N Avogadro數 。如果分解反應按一級反應動力學近似有：式中：Q反應熱 ；V體積 ； m 炸藥量（ 數）；c濃度（單位體積的分子數）8/27/202216如果炸藥內各點處溫度均勻，均為T，環境溫度為T0 則散熱速率為： ：傳熱系數 ,S：炸藥的表面積 q1q2ABC熱速率溫度TBT0T0T0A點：穩定平衡點，體系可在A點保持恒溫。C點：體系不能自動

7、到達，若外界供熱，則為不穩定平衡點。B點：為亞穩態，超過B點，系統將處于熱爆炸狀態。8/27/202217均溫系統熱爆炸定性判據：見馮長根 著熱爆炸理論科學出版社， 1988，或者見松全才 炸藥理論，兵器工業出版社 。熱爆炸影響因素： 炸藥的活化能 炸藥的分解反應熱 炸藥的熱傳導系數和熱容 有效的加熱面積 炸藥的質量 環境條件（T,P）8/27/202218炸藥的機械能起爆理論 撞擊、摩擦、針刺、槍擊等； 熱點學說： 布登（英）基本觀點：當炸藥受到撞擊或摩擦時，機械能首先轉化成熱能，并聚集在小的局部范圍內形成“熱點”，在熱點處發生熱分解，由于分解的放熱性，分解速度迅速增加，熱點內形成強烈反應，

8、結果引起部分炸藥或全部炸藥爆炸。8/27/202219熱點的形成和擴展是有過程的。() 熱點形成階段；() 以熱點為中心向周圍擴展的成長階段，以爆燃形式進行；() 由燃燒轉變為低速爆轟，直至穩定爆轟。8/27/202220熱點形成的原因：（熱點形成的3個途徑）() 氣泡的絕熱壓縮；() 物質之間的相互摩擦；() 炸藥的粘滯流動。8/27/2022219.898J1.9610-3J5471008/27/202222熱點成長為爆轟的條件：() 熱點溫度足夠高：300600；() 熱點半徑足夠大：10-310-5cm；() 熱點作用時間足夠長：10-7Sec以上；() 熱點能量足夠多：10-810-

9、10J。 8/27/2022233 炸藥的沖擊波起爆機理（引爆、傳爆、殉爆） 基本觀點： 沖擊波是一種強烈的壓縮波，當炸藥受到沖擊波強烈的壓縮要產生熱。 (a) 若是均質炸藥，受到沖擊時，沖擊波陣面上的一薄層炸藥便均勻地受熱升溫，當溫度達到爆發點時（溫度較高），炸藥就會發生爆炸。-“熱爆炸”特征，起爆難，爆速高。 (b) 若是非均質炸藥受到沖擊時，則由于炸藥受熱升溫的不均勻性，使在局部產生熱點，爆炸首先在熱點開始并擴展，然后才引起整個炸藥的爆炸。-“熱點爆炸”特征，起爆易，爆速低。8/27/2022244 炸藥的光起爆機理（不成熟） 基本觀點： (a) 光起爆是熱作用，即炸藥受到陽光照射時，很

10、薄的表面層吸收了光能，并在很短的時間內轉變為熱，然后發生爆轟。 (b) 光化學分解起作用，當炸藥受陽光照射時，其表面屋吸收光能而導致電子的激發，引起了光化學反應，反應放出的熱量傳給下一層炸藥，在適當的條件下（得熱失熱）以熱爆炸的形式擴展。 (c) 激光起爆作用 熱作用 等離子體 8/27/2022255 電能起爆機理電能熱能電能沖擊波能高壓強電流使金屬受熱氣化，產生高溫高壓等離子體，并迅速膨脹，以沖擊波形式引爆炸藥；或用金屬氣化后的高壓氣體（或等離子體）推動薄片，使其高速飛出沖擊炸藥，即飛片起爆。8/27/202226問題：下列屬于何種形式的起爆外能？火雷管的引爆；電雷管的起爆；用雷管或導爆索

11、引爆炸藥；起爆藥包引爆鈍感炸藥；殉爆試驗；手榴彈、地雷中引信裝置；采用金屬膜技術引爆炸藥等。熱能機械能爆炸能8/27/2022275.3 炸藥的感度針對各種起爆機理設計的各種判斷炸藥起爆特性 （感度）檢測方法。8/27/2022281 炸藥的熱感度定義：炸藥在熱的作用下發生爆炸的難易程度。方法： 爆發點實驗 （時間，溫度） 5s/5min延滯期/發火溫度爆發點：是指一定條件下炸藥被加熱到爆炸時，加熱 介質的最低溫度。延滯期：是指炸藥從加熱到突然升溫爆炸的時間。8/27/202229 火焰感度（a）導火索法 （距離）（P.175）（b）其它方法（時間） （）赤熱鐵棒試驗法（日本） （）酒精噴燈燃

12、燒法（美） （）加燃料油點燃法（美） （）熱絲點火法鈍感炸藥含水炸藥8/27/202230 鋼管法 爆燃試驗（藥量） （）黑火藥引燃法（德） （）煤粉包覆法（法） （）爆燃臼炮法 耐烤燃試驗（加拿大）8/27/2022312 炸藥的機械感度定義： 炸藥在機械作用（如撞擊、摩擦、針刺、慣性等）發生爆炸變化的難易程度。 測試裝置： （a）卡斯特落錘儀（立式落錘儀） （b）弧形落錘儀（起爆藥） （c）落球撞擊裝置（不同感度炸藥）8/27/202232二、方法 1撞擊感度 撞擊感度的表示方法（錘重/落高）：（）爆炸百分數（固定錘重和落高）（）爆炸上下限法 上限：100%爆炸Hmin， 下限：100%不

13、爆炸Hmax（）特性落高（臨界落高）H50法 感度曲線（爆炸百分數落高） 布魯斯頓法（down & up) 或上下法或升降法8/27/202233表示方法：摩擦感度（擺角/壓力） （a）布登摩擦擺 （b）柯茲洛夫摩擦擺（）爆炸百分數（）感度曲線8/27/2022343 炸藥的沖擊波感度 a. 殉爆試驗（放在地面） 殉爆定義：p285.炸藥殉爆的三個途徑：a.爆轟產物.b.惰性沖擊波c.固體顆粒。 b. 空氣間隙試驗（懸掛） c. 隔板試驗（有意識地加入隔板） 表示方法：距離/厚度的判斷。8/27/2022354 爆轟感度（起爆感度）指猛炸藥在其它炸藥（起爆藥或猛炸藥）的爆炸作用下發生爆炸變化的

14、能力。 a. 最小起爆藥量 （鉛板穿孔實驗） b. 臨界直徑 （）等直徑 （）錐形直徑（鍥形試驗）8/27/202236產生靜電影響因素：設備接地性能；2. 摩擦力；3. 炸藥的粒度與藥量；4. 空氣溫度，炸藥含水量。 5 靜電火花感度8/27/202237靜電事故預防措施：1. 設備接地；2. 鋪設導電膠皮或噴涂導電材料；3. 增濕；4使用添加劑（抗靜電劑）；5其它方法，如中和法等。 8/27/2022386 射頻感度 7 激光感度：松P408 激光是能量高度集中，顏色單純的光線，在空氣中傳播不易衰減。近年來，由于固體激光器的改進，Q開關的應用，可以產生高功率、脈沖時間短的激光，形成等離子體，這種能量能夠直接引爆炸藥。8/27/2022395.4 影響炸藥感度的因素1 內在影響因素 炸藥的原子團：結構特征。 炸藥的生成熱：與鍵能有關（生成熱小感度高）。 炸藥的爆熱：爆熱大感度高。 炸藥的活化能：活化能小感度高。 炸藥熱分解熱導率：越小感度越高。 炸藥的揮發性：揮發性大的感度一般