爆炸物
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爆炸物是在一定的外界能量的作用下,由自身能量发生爆炸的物质[1]。一般情況下,炸药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(包括但不限于由起爆药所提供)激發,炸药就會對外界進行穩定的爆轟式作功。炸药爆炸时,能释放出大量的热能并产生高温高压气体,对周围物质起破坏、抛掷、压缩等作用。
目录
1 定義和分類
2 種類
2.1 八硝基立方烷
2.2 奧克托今
2.3 特屈兒
2.4 六硝基六氮雜異伍茲烷
2.5 六硝基苯
2.6 高氯酸銨
2.7 三過氧化三丙酮
2.8 六亞甲基三過氧化二胺
2.9 硝酸銨
2.10 HE
2.11 三硝基甲苯
2.12 黑索金
2.13 PLX
2.14 PYX
2.15 PBX
2.16 塑膠炸藥
2.17 C3
2.18 C4炸藥
2.19 Semtex
2.20 TATB
2.21 PETN
2.22 Torpex
2.23 四疊氮甲烷
2.24 FOX-7
2.25 疊氮化鉛
2.26 疊氮化銀
2.27 叠氮化铜
2.28 雷汞
2.29 黑火藥
2.30 苦味酸
2.31 矽藻土炸藥
2.32 B炸藥
2.33 硝胺炸藥
2.34 硝化甘油
2.35 硝化纖維
2.36 硝酸四氨合铜(Ⅱ)
2.37 5-氨基四唑硝酸盐(5-ATN)
3 相關條目
4 参考资料
定義和分類
炸藥能以其不同的性質去分類,例如以其擴張的速率去劃分。一種物質如能產生爆轟(Detonation),即爆炸速度(爆速)較音速要快得多(通常是音速十多倍或以上)的稱作「猛炸藥」;如这种物质只能產生爆燃(Deflagration),即爆炸速度低得多,即稱作「低速炸藥」如火藥或發射藥,現在使用上有別於炸藥的。
現代標準的烈性炸藥的爆速是天然的,因為即使是做成大塊和在開放空間,但到達爆炸條件便會以一定的速度爆炸,所以有相對固定的爆速。相對低速炸藥如果在適當條件也可以產生可觀的爆炸力,例如把其做成極小的粉末和放在封密的堅固容器中引爆,也意味沒有一個固定的爆速,但即使在理想條件下仍然遠遜於猛炸藥。
反過來說也有科學家想利用納米技術開發出以現代猛炸藥為基礎,威力為TNT數倍級的超級炸藥。
如以「爆感度」劃分,即可分作一、二及三類,如只需極少能量或壓力即可引爆的稱作「起爆炸藥」或「一級炸藥」(primary explosives),爆感度較低的即可稱作「傳爆炸藥」或「二級」及「三級炸藥」(secondary or tertiary explosives)。[2] 。
不等爆感度的炸藥的應用不一,第一級是只需要打擊或壓力便爆,二級是用火燒便爆的,兩者作為信管用的。第三級才是須要猛火或別的炸藥引爆的,所以較安全並成為最常用的主炸藥。
近代最知名的炸藥為矽藻土炸藥(Dynamite),這是諾貝爾在1866年所研發出來的安全炸藥。在此之前所流行的炸藥是硝化甘油,威力雖大但極不穩定,諾貝爾為此投身炸藥研究,矽藻土炸藥為其第一個成品。
種類
八硝基立方烷
八硝基立方烷(英文:Octanitrocubane,ONC)是一种新型高能炸药,分子式为C8(NO2)8,由立方烷的氢全部被硝基取代制得。它与三硝基甲苯类似,对震动的敏感度比较低,甚至用锤子砸也不会爆炸。
奧克托今
奥克托今(HMX),也称奥克托金、奥托金,是现今军事上使用的综合性能最好的炸药,具有八员环的硝胺结构,命名为“1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷”,化学名“环四亚甲基四硝胺”。HMX长期存在于乙酸酐法制得的黑索金(RDX)中,但是直到1941年才被发现并分离出来。HMX的撞击感度比TNT略高,容易起爆,安定性较好,但成本较高。通常用于高威力的导弹战斗部,也用作核武器的起爆装药和固体火箭推进剂的组分。
特屈兒
特屈儿(Tetryl),也称2,4,6-三硝基苯甲硝胺,是一种炸药,分子式为C7H5N5O8。纯品为白色无味晶体,但不纯或受光时会发黄。微溶于水。
六硝基六氮雜異伍茲烷
2,4,6,8,10,12-六硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷,简称六硝基六氮杂异伍兹烷、HNIW,俗称CL-20,是具有笼型多环硝胺结构的一个高能量密度化合物,分子式为C6H6N12O12,为白色结晶。它由美国的尼尔森(Nielson)博士于1987年首先制得,主要用作推进剂的组分。[3]
六硝基苯
高氯酸銨
高氯酸銨,或稱過氯酸銨,是一種白色的晶體,分子式為NH4ClO4,有潮解性。它通常可以用來制造炸藥、烟火,由于分解产生大量气体,过去也用作火箭燃料,并用作分析试剂。
三過氧化三丙酮
缩写TATP,又称“熵炸药”。
六亞甲基三過氧化二胺
六亚甲基三过氧化二胺(HMTD、六甲氧胺)是一种撞击感度很高的炸药,常用作起爆药,由Legler在1885年首先制得。[4]HMTD较稳定,起爆力超过雷汞和苦味酸钾,但低于叠氮化铅。其制备方法简单,原料易得,曾用于矿井中的爆破,[5]但已被更稳定的特屈儿等炸药所取代。
目前HMTD大多用作自杀式袭击炸弹中,恐怖分子在伦敦七七爆炸案[6]与2006年跨大西洋航机恐怖袭击阴谋[7]时使用的炸药中也可能含有HMTD。
硝酸銨
硝酸銨是極其鈍感的炸藥,比安全炸藥C4更为鈍感。一支工業8#雷管(起爆C4只是用6#就可以了)都不足以起爆混合了敏化劑的硝酸銨。硝酸銨是最難起爆的硝酸炸藥,撞擊感度是:50kg鎚50cm落高,0%爆炸。相比起著名炸藥硝化甘油的200g鎚,20cm落高,100%爆炸的感度,可见硝酸铵的钝感。而且硝酸銨一旦溶於水,起爆感度更是大大下降,根本是人力不可能撞擊引爆的。
主要用作肥料及工業用和軍用炸藥。並可用於殺蟲劑、冷凍劑、氧化氮吸收劑,製造笑氣、煙火等。
HE
三硝基甲苯
2,4,6-三硝基甲苯(英文:Trinitrotoluene,縮寫:TNT)是一種无色或淡黃色晶體,溶點為354 K(80.9°C)。它帶有爆炸性,是常用炸藥成份之一,例如混和硝酸銨可成為阿馬托炸藥。它由甲苯经过硝化而製成。它的IUPAC命名是2,4,6-三硝基甲苯,由于本身为黄色晶体,所以與苦味酸同時世稱「黃色炸藥」。
精煉的三硝基甲苯十分穏定。與硝化甘油不同,它對於摩擦、震動等都不敏感。即使是受到枪击,也不容易爆炸。因此它需要雷管起動。它也不會與金屬起化學作用或者吸收水份。因此它可以存放多年。但它與鹼強烈反應,生成不穩定的化合物。
每公斤TNT炸藥可產生420萬焦耳的能量[8]。值得注意的是三硝基甲苯比脂肪(38MJ/kg)和糖(17MJ/kg)释放更少的能量,但它會很迅速地释放能量,這是因為它含有氧可作為助燃劑,不需要大氣中的氧氣。而現今有關爆炸和能量釋放的研究,也常常用「公斤黃色炸藥」或「噸黃色炸藥」為單位,以比較爆炸、地震、行星撞擊等大型反應時的能量。
黑索金
黑索金,或譯海掃更,是英文Hexogen的译称,化学名环三亚甲基三硝胺(cyclotrimethylenetrinitramine),缩写RDX,一种軍用高能炸药。
黑索金又名為旋風炸藥,化學式(CH2NNO2)3,白色,密度1.816/cm3。原設想用於醫藥,後來因為威力巨大(比硝化甘油強,是TNT的158%),被發展作炸藥用途。爆速達8750m/s,而且起爆容易,是綜合性極佳的炸藥。此外,還用作毒鼠藥。1899年德国在发表的专利中首次叙述制造黑索金,当时并没有提出作为炸药而是推荐作为医用药物,后来的发表的专利中提出了用于制造无烟发射药。[9]
PLX
PYX
PBX
塑膠炸藥
C3
[哪個/哪些?]
C4炸藥
C4炸药(C-4 explosive)是可塑炸药的一种。属于“C”系列炸药(有C1-6各种配方),成分不定,常出现在电影电视中。它的爆炸当量为1.34。当密度为1.59g/cm3时,C4爆速可达8040m/s。在77摄氏度贮存时不渗油,在-54至77摄氏度时保持可塑性。
C4炸药由爆炸物、塑料粘合剂、可塑剂以及标签剂(taggant)如2,3-二甲基-2,3-二硝基丁烷(DMDNB)组成。其中爆炸物为RDX(旋风炸药),大约占总重的91%。可塑剂通常为己二酸二辛酯或癸二酸二辛酯(5.3%),粘合剂为聚异丁烯。
C4炸藥的穩定性非常高,只能結合引爆劑以電雷管引爆。即使受到槍擊也不會被引爆,被放到火中也只會慢慢地燃燒。越南战争时,士兵在巡逻期间曾通过点燃C4炸药来给自己取暖。[10]
Semtex
TATB
PETN
季戊四醇四硝酸酯(PentaErythritol TetraNitrate,簡稱PETN,又Penthrite)是已知最強烈的炸药之一,其相對有效指數(R.E. factor)達1.66。由於它是一種比TNT對撞擊及摩擦更敏感的炸藥,所以一般不會單獨使用,而是與其他材料配合使用。一般來說,PETN主要用於地雷的藥引,用以在受壓時燃點其他穩定性較高的炸藥。
Torpex
铝末混合炸药(Torpex)是比TNT更强50%的次级炸药(secondary explosive),[11]。Torpex是由42%的RDX、40%的TNT和18%铝粉混合而成,它自1942年下半年起用于第二次世界大战,其名称来源于鱼雷('Torpedo)炸药(Explosive')的缩写,它原来是为了用于鱼雷而开发的。Torpex在水下军火开发上发挥了重要作用。
四疊氮甲烷
FOX-7
疊氮化鉛
叠氮化铅(Pb(N3)2)是一种炸药,为有毒的晶状固体。
叠氮化铅感度很强,通常在水和绝缘橡胶容器中储存。从约150mm的高度落下,或7mJ的静电放电都会导致它的爆炸。爆速大约为5.18km/s,可用作引爆其它炸药,密度4.71 g/cm³,通常为白色至淡黄色的粉末。
疊氮化銀
叠氮化银(化学式:AgN3),白色固体,难溶于水和碱液,可溶于稀硝酸,具爆炸性。
叠氮化铜
有毒,遇酸分解为叠氮化氢。黑棕色粉末或晶体。比重为在25摄氏度时2.604。爆炸温度为215℃。属高感度炸药。很难溶于水,但微溶于酸(包括醋酸)和液氨。在空气中加热则迅速分解为铜和氮气。容易被水合肼溶液还原为叠氮亚铜。潮湿时无爆炸危险,干燥时或用乙醚润湿时对摩擦极敏感。置于火焰中发生爆炸,其起爆剂爆炸能力比叠氮化铅强6倍,比雷汞强450倍。
雷汞
雷酸汞顏色因為製造比率不同而變因,有灰、灰白、淡黃白等色。純的雷汞屬於淡黃白色。雷酸汞為较为敏感又猛烈的爆藥,微受碰撞、摩擦或與燃燒體、加熱體互相接觸,即發生爆炸,故用於起爆用藥。有毒,制备过程和爆炸时放出的气体都有毒性,故雷汞目前已被更稳定的起爆药所代替,如叠氮化铅、斯蒂芬酸铅和二硝基重氮酚等。
黑火藥
火藥又被稱為黑火藥,是最早生產的炸藥或發射藥。現在雖然多已經被無煙火藥及三硝基甲苯等炸藥取代,但是因為其燃點較適中,所以現在主要作為信管中作為第二級導爆藥。而因為威力雖不很大,但仍然可以起爆炸而不只是爆燃作用,所以生產以作为煙火、鞭炮、模型火箭以及仿古的前鏜上彈槍枝的發射藥使用。
苦味酸
苦味酸、2,4,6-三硝基苯酚是炸药的一种,缩写TNP、PA,纯净物室温下为略带黄色的结晶。它是苯酚的三硝基取代物,受硝基吸电子效应的影响而有很强的酸性,名字由希腊语的πικρος—“苦味”得来,因其具有强烈的苦味。其难溶于四氯化碳,微溶于二硫化碳,溶于热水、乙醇、乙醚,易溶于丙酮、苯等有机溶剂。
干燥的苦味酸敏感度较低,仅略高于TNT,储存和运输都比较安全。但是某些苦味酸盐的感度较高,因此储存苦味酸必须用非金属容器,装于弹体中的苦味酸必须经过严格的干燥,以阻止苦味酸腐蚀金属,生成高感度的盐。
苦味酸的氧平衡为-45.39%,爆发点320℃(5s),当密度为1.70g·cm-3时,爆热和爆速分别为4.52MJ·kg-1和7.35km·s-1;密度为1.72g·cm-3时,爆压为26.5GPa,爆温约3000K,爆容约680L·kg-1。撞击感度24%-36%,对摩擦不敏感。做功能力为315cm3(铅孔扩张值),等效105%TNT当量;猛度16mm(铅柱压缩值),等效103%TNT当量。[12]
矽藻土炸藥
矽藻土炸藥(英语:Dynamite)又稱為黃色炸藥,是瑞典科學家阿爾弗雷德·諾貝爾於1866年發展出的一種炸藥。主要成份是硝化甘油與木屑(或是任何可以吸附液體的物質)、硝石和碳酸鈣混製而成。諾貝爾最初使用矽藻土(Diatomaceous earth,又名diatomite)作為吸附硝化甘油的物質,在1867年諾貝爾得到矽藻土炸藥的專利權。
B炸藥
B炸药在美国以及西欧国家的军火中非常常见,是从二战初期直至1950年的标准爆炸物,直到一种更安全的炸药开始逐渐取代它的位置。[來源請求]一些NATO的军火商,例如Mecar[13]依然在使用B炸药制造产品。
B炸药与Cyclotol相似,后者有着更高的RDX含量(接近75%)。
硝胺炸藥
硝化甘油
硝酸甘油(Nitroglycerin),又稱硝酸甘油酯、三硝酸甘油酯、三硝酸丙三酯,是甘油的三硝酸酯,是一种爆炸能力极强的炸药。1847年由都灵大学的化學家索布雷洛(Ascanio Sobrero)發明。常有人誤解「硝酸甘油」是瑞典化學家阿爾弗雷德·諾貝爾(Alfred Bernhard Nobel)發明的,事實上諾貝爾只是當時最大的硝酸甘油製造商,讓他致富的是在1866年利用硝酸甘油發展出的矽藻土炸藥(Dynamite)。
硝化纖維
硝酸四氨合铜(Ⅱ)
5-氨基四唑硝酸盐(5-ATN)
相關條目
- 爆速
- 簡易爆炸裝置
- 火藥
- 發射藥
参考资料
^ 《辞海》缩印本,1999年版,1888页。
^ 二業炸藥專用術語. 福建省工程爆破協會. [2013-07-03].
^ The Chemistry of Cubane 互联网档案馆的存檔,存档日期2014-05-08.
^ Legler, L. Ber. 1885, 18, 3343-3351.
^ Taylor, C. A.; Rinkenbach, W. H. Army Ordnance 1924. 5, 463-466
^ "London bombers used everyday materials" Reuters, August 4, 2005, retrieved April 16, 2006
^ Van Natta Jr., Don; Elaine Sciolino, Stephen Grey. In Tapes, Receipts and a Diary, Details of the British Terror Case. New York Times. 2006-08-27 [2006-10-12]. 引文使用过时参数coauthors (帮助)
^ Babrauskas, Vytenis. Ignition Handbook. Issaquah, WA: Fire Science Publishers/Society of Fire Protection Engineers. 2003: 453. ISBN 0-9728111-3-3.
^ 火药炸药. cast.org.cn. 2008-04-10 [2009-06-24]. (原始内容存档于2009-01-09).
^ DavidPye Website 互联网档案馆的存檔,存档日期2007-09-28.
^ Hellions of the Deep, p.183
^ 欧育湘等. 《炸药学》. 北京理工大学出版社. 2006年1月: 178. ISBN 7-5640-0475-4.
^ Mecar website
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