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《炸药爆炸理论》讲义

《炸药爆炸理论》讲义

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第六章炸药的性能

随着科学技术和经济建设的发展，炸药已成为一种特殊的能源，其用途日益广泛，不仅消耗量逐年增加，而且对炸药的性能提出了新的要求。在制造炸药产品、改进炸药品种的过程中，只有通过性能的研究和测试，才能提供充分的数据，说明该炸药的引爆和爆轰性能是否满足使用要求，说明在生产、运输、储存和使用过程中是否安全可靠。研究炸药的性能对推动炸药品种和使用的发展，确保产品制造质量，起着极其重要的作用。

炸药的性能，一是决定于它的组成和结构，二是决定于它的加工工艺，三是决定于它的装药状态和使用条件。各种不同的炸药及其使用领域，对其性能有不同的要求。本章主要介绍炸药的密度、爆速、爆压、做功能力、猛度、殉爆距离、有毒气体产物等知识。

炸药的密度

密度是炸药，特别是实际使用的装药形式炸药的一个很重要的性质。机械力学性能、爆炸性能和起爆传爆性能等均与密度有密切的关系。

理论密度

对于爆炸化合物，理论密度指炸药纯物质的晶体密度，或称最大密度。

对于爆炸混合物，理论密度则取决于组成该混合炸药各原料的密度。定义混合炸药的理论密度等于各组分体积分数乘以各自密度的加权平均值，其表达式为：

?m ?V?

??? ??i

?

?

T V

i

? i i

?m/

?

i

i

（6-1）

式中?

T

—炸药的理论密度；m

i

—第i组分的质量；V

i

—第i组分的体积；

?—第i组分的理论（或最大）密度

i

炸药的理论密度是指理论上炸药可能达到的最大装药密度。实际上所得到的炸药装药密度，不论采用何种装药工艺，均小于理论密度。

实际装药密度和空隙率

炸药装药中总存在一定的空隙，空隙率可由下式定义：

??(1?? ?

0 T

)?100% （6-2）

而装药的实际密度可由下式求得：

?m ?m

? ? i?? i(1??)??(1??) （6-3）

0 V V T

i

式中：?—装药的实际密度；?—空隙率；V—装药的实际体积

0

例1、已知某炸药? =1.83gcm?3，装药密度?=1.61~1.69gcm?3，求其空隙率。

T 0

解：??(1?? ?

0 T

)?100%=12.7%~7.8%

m/gi?

m/g

i

?/g?cm?3

i

梯恩梯

30

1.654

黑索今

45

1.806

铝

20

2.69

蜡

5

0.90

该炸药的装药密度是1.686g?cm?3,计算该炸药的理论密度和空隙率。

cm?3)?m ?

cm?3)

?mi ii?i?解：根据（6-1）式，知：? ?

?

m

i i

i

?

i

?

T V

=100/56.045=1.784(g

i

i

根据式（6-2）式，得：??(1?? ?

0 T

)?100%=(1－１.686/1.784)?100%=5.49%

炸药的实际密度除决定于炸药品种外，还与它的加工工艺和装药条件有关。这主要是各固体组分的颗粒度及粒度分布、颗粒形式、表面情况、装药工艺及条件、附加物的作用及其它措施。例如，对于模压装药炸药，密度与装药条件有关，加载压力是首要因素；但在一定加载压力作用下，炸药的可塑性、流动性就起决定的作用，而这些往往受温度、颗粒情况、附加物等因素影响。表6-1列出了几种炸药的装药密度随加载压力而变化的情况。

表6-1装药密度与加载压力的关系（室温）

炸药

1000

1500

2000

2500

钝化黑索今

1.650

1.672

1.681

1.684

某高分子粘结炸药

1.699

1.712

1.722

1.725

钝黑铝炸药

1.76

1.77

1.78

由表中数据可见，装药密度随加载压力增大而增加，最后分别趋近于它们的理论密度1.7224、1.780、1.850g?cm?3。

某高分子粘结炸药在2000kg?cm?2加载压力的模压条件下，药柱密度随药温变化的情况如表6-2所示。

表6-2 药柱密度与药温的关系

压药温度（℃）

20

40

50

60

70

装药密度（g/cm3）

1.7135

1.7224

1.7240

1.7246

1.7318

对于铸药炸药，熔融组分在冷却凝固过程中，晶核形成和晶体生长速度应有适当控制。精细结晶可以获得较高密度，而粗大结晶只能得到较小密度。其中固体组分的颗粒规正、表面圆滑、粒度及其级配合理，加入表面活性剂和晶形改性剂，以及采用真空浇铸、加压或振动凝固等措施时，均有利于提高装药密度。例如，黑索

今/梯恩梯65/35混合炸药，用普通浇铸法装药密度为1.658g?cm?3，用振动浇铸法密

度为1.689 g