1含能材料(、火药、烟火)

1含能材料(、⽕药、烟⽕)
1.含能材料(亚稳态物质):在没有外界物质参与下,可持续反应并在短时间内释放出巨⼤能量的物质。
2.含能材料按⽤途分类:
(1):
【→⼀种敏感度极⾼,在受到撞击、摩擦或⽕花等很⼩的能量作⽤时能⽴即起爆,⽽且爆炸放出的能量极⼤的】⽤来引爆猛,使其发⽣爆炸并达到稳定爆轰的⼀种药剂。
主要特征是对外界作⽤⽐较敏感,可以⽤较简单的击发机构⽽引起爆炸。
【猛→相对⽐较稳定,在⼀定的起爆源作⽤下才能爆轰(TNT、HMX、RDX、泰安、特屈⼉等)】
需要较⼤的外界作⽤或⼀定量的作⽤才能诱起爆炸变化,其爆炸时对周围介质有强烈的机械作⽤,能粉碎附近的固体介质。(作为爆炸装药装填各种弹丸及)
(2)⽕药:能在没有外界的燃剂参与下,进⾏有规律的快速燃烧,燃烧产⽣的⾼温⾼压⽓体,对弹丸作抛射功。
【发射药→通常装在炮弹膛内,进⾏有规律的快速燃烧,并产⽣的⾼温⾼压⽓体对弹丸作抛射功】
【推进剂→有规律地燃烧释放出能量,产⽣⽓体,推送⽕箭和导弹的⽕药】
(3)烟⽕药:⽤以装填特种弹药,产⽣特定的烟⽕效应,如声、光、电等。主要有照明剂、信号剂、曳光剂、燃烧剂和烟幕剂。
3.含能材料的化学变化形式:
热分解反应的特点:(1)反应在全部中进⾏;(2)内部个点的温度相同,没有集中的反应区;(3)环境温度对其反应速度影响较⼤。
燃烧反应特点:(1)反应不是在全部中同时发⽣,⽽且是在局部区域内进⾏;(2)反应不需要
外界供氧;(3)能量靠热传导来传递;(4)反应可在中⾃动传播。
(4)爆炸反应的特点:爆炸的反应过程和燃烧相类似,都是可燃元素的氧化反应,反应也只在局部区域内进⾏,且也能在内部⾃动传播。
雨污分流器爆炸反应与燃烧反应的区别:(1)燃烧靠热传导来传递能量和激起化学反应,受环境条件影响较⼤,⽽爆炸反应则依靠压缩冲击波的作⽤来传递能量和激起化学反应,基本上不受环境条件的影响;(2)爆炸反应⽐燃烧反应更为激烈,单位时间放出的热量与形成的温度也更⾼;(3)燃烧是产物的运动⽅向与反应区的传播⽅向相反,⽽爆炸时产物运动⽅向则与反应区的传播⽅向相同。因此,燃烧产⽣的压⼒较低,⽽爆炸则可产⽣很⾼的压⼒;(4)燃烧速度是亚⾳速的⽽爆炸速度则是超⾳速的。
4.爆炸:指在适宜的条件下,某些物质发⽣急剧的物理和化学变化,其内部的能量瞬间释放,并借助系统内原有⽓体或爆炸后⽣成⽓体的迅速膨胀,对系统周围介质做功,并伴随有强烈的机械、热、声、光、辐射等效应。
爆轰:伴有⼤量能量释放的化学反应传输过程。以激波的形式传播,爆轰速度≥2km/s,冲击波伴随有热辐射能。光能和声能。爆燃:以亚⾳速传播的爆炸,以热波的形式传播,伴随有⽕焰和⽕花、粒⼦。
爆炸现象分类:物理爆炸、化学爆炸和核爆炸。
爆炸的三要素:(1)放出⼤量的热量;(2)产⽣⼤量的⽓体;(3)能⾃动传播的⾼度反应过程。
5.爆炸机理:当分⼦被外界能量活化时,分⼦运动速度增⼤,分⼦之间的碰撞增强,致使分⼦破裂,释放出活性
基团,它们之间相互发⽣化学反应,以热能形式释放出其内部所含的化学能,并借助迅速膨胀的⽓体产物,把能量传递给周围介质⽽做功。
6.的分类(按组分分类):
(1)单体(化学成分单⼀的化合物):在外界能量的作⽤下,能导致分⼦内键的断裂,发⽣迅速的爆炸变化,⽣成热⼒学稳定的化合物。
(2)混合:是由两种及以上化学性质不同的组成组成的系统,可由与,与⾮,或都是⾮组成。
7.⽕的战术技术要求:(1)⾼能量密度,⼀定的感度;(2)与武器和环境的相容性;(3)提⾼武器⽣存能⼒的要求;(4)提⾼武器机动性的要求;(5)实⽤性;(6)效费⽐。
8.能量特性参数:
(1)爆热(的爆热均指定容爆热/恒温法和绝热法/爆热弹测定):单位质量爆炸,⽣成物降⾄初态温度时,反应所放出的热量。kJ/kg或kJ/mol.
定容爆热:单位质量在定容条件下,爆炸时释放出的热量。
定压爆热:在爆炸过程中保持压⼒不变的条件下,单位质量爆炸时释放出的热量。
影响爆热的因素:的氧平衡;装药密度;附加物;装药外壳;化学反应的完全程度。
(2)爆温:爆轰瞬间所释放的热量将爆轰产物加热到的最⾼温度。(取决于爆热和爆轰产物)
(3)爆容:1kg的爆炸后所形成的产物在标准条件下所占有的体积。(⽔为⽓体)
(4)爆压:爆炸时爆轰波阵⾯上的压强。
(5)爆速:爆轰波在中温度传播的速度。
双角钢
爆速的测定⽅法:法、⾼速摄影法、电测法(⽰波器记时法、数字式爆速仪测爆速法)
爆速的影响因素:
a.装药直径【极限直径:接近理想爆速的装药直径;临界直径:爆轰波能稳定传播的最⼩药柱直径】
b.密度【单质,其临界直径和极限直径随装药密度的增加⽽减⼩;⽽混合存在最佳密度】
c.粒度【⼀般粒度越细,临界直径和极限直径减⼩,爆速增加】
d.装药外壳【可提⾼爆速,但不影响理想爆速:限制爆轰产物的侧向飞散,减⼩临界直径】
e.起爆冲能【不影响的理想爆速,激发冲击波速度必须⼤于的临界爆速】
9.威⼒/做功能⼒:爆炸后爆炸⽣成⽓体产物膨胀做功的能⼒。
测试⽅法:(铅铸扩孔法、弹道⾅炮法、爆破漏⽃法)
铅铸扩孔法:爆炸后爆炸⽓体产物膨胀做功的能⼒;
弹道⾅炮法:在⾅炮中爆炸后产⽣的⽓体将弹丸推出弹体,通过⾅炮向相反⽅向摆动的⾓度可算出所做的功。
猛度:爆炸瞬间爆轰波和爆轰产物对邻近的局部固体介质的冲击、碰撞、击穿和破碎能⼒。(主要取决于的爆速)
测试⽅法:铅柱压缩法(低)铜柱压缩法(⾼)
10.感度和安全性测试⽅法
撞击感度:⽴式落锤仪(爆炸概率法、特征落⾼法、12型⼯具法(钝感药剂))
摩擦感度:摆式摩擦仪(爆炸概率法)
非晶硅薄膜电池击感度:7.62mm步法、12.7mm机法
⽕焰感度:导⽕索法/⽕焰感度仪(上限距离、下限距离)
稀疏编码冲击波感度:卡⽚式隔板法
热感度:烤燃弹法(爆发点:发⽣爆炸时加热介质的最低温度,发⽕点的延滞期⼀般取5s;热爆炸临
界温度:1000s延滞期法)药⽚撞击感度:落锤仪法药柱撞击感度:苏珊实验法斜撞击感度:滑道实验法
针刺感度
撞击感度:⼀定量的药剂受规定质量的落锤从⾼处落下的撞击⽽发⽕,计算50%发⽕时的⾼度。
静电⽕花感度:使发⽣爆炸所需最⼩放电电能。
爆发点:⼀定试验条件下,加热到发⽕或爆炸所需要加热介质的最低温度。
爆炸延滞期:⼀定温度下加热药剂直到爆炸的时间。(影响因素:加热时间、⽅法、试样重量、药剂的导热情况、测试装置等)热爆炸临界温度(1000s延滞期法):将定量试样在真空条件下压实并密封于壳中,置于恒温的合⾦浴中加热,以延滞期为1000s,不发⽣热爆炸的最⾼环境温度作为试样的热爆炸临界温度。
11.殉爆:某⼀装药爆轰时,引起位于与它相隔⼀定距离处的其他装药发⽣爆轰的现象。它反映了对冲击波的感度。殉爆距离:主发药爆轰时被发100%殉爆的两装药之间的最⼤距离。
殉爆安全距离:被发100%不发⽣殉爆的最⼩距离。
相关影响因素:主发的密度、药量、爆轰性能及外壳、被发装药的引爆物理化学特性、装药结构、相对于主装药的取向、承受表⾯及中间介质的种类。
极限量:在⼀定装药条件下,测试使某种达到稳定爆轰所需的最⼩量。
耐压性能测试:在⼀定装药条件下,试验能被起爆,并能完全引爆猛所能承受的最⼤装药压⼒。
12.的热分解与性(热分解反应:→残渣+⽓体+热效应)
性和相容性试验⽅法:汞压⼒计法、压⼒传感器法(真空性)差热分析和差⽰扫描量热法、100℃加热法、⽓相⾊谱法(性和相容性) 75℃加热法(性)腐蚀⾦属法(相容性)(1)热分析法:
静态热分析:在恒温条件下,反应测量样品某种物性对温度的依赖关系的⽅法;动态热分析:按照⼀定程序改变温度,并测出样品某种特性随之变化关系的⽅法。
(2)热重分析法(TG ):在加热或冷却速度可调的环境中,记录样品质量随时间或温度变化的曲线。应⽤:中测试热性、相容性,研究分解机理、结构稳定性。
标本盒(3)差⽰扫描量热法(DSC ):按⼀定的程序给试样和参⽐物(α-Al 2O 3)加热或冷却,⽤电能对样品或参⽐物的温度保持⼀致,记录补偿的电能。
特点:样品量少(<1mg ),灵敏度⾼(mW 功率),适⽤⾯宽
⽤途:可⽤于测试纯度、相变焓、反应焓、熵、⽐热容、反应⽐热容、反应动⼒学参数、反应机理函数等。求解临界热爆炸温度、热性、相容性
(4)差⽰热分析法(DTA ):按⼀定的程序给试样和参⽐物(α-Al 2O 3)加热或冷却,记录试样与参⽐物之间的温度差随时间或温度变化的曲线。
13.热性:在⼀定的贮存条件下和贮存期内,含能材料能够保持其物理性质、化学性质、爆炸性能,不发⽣显著变化的能⼒。热分解的初始速率只由环境温度和⾃⾝性质决定。常⽤热分解5%所需时间作为热性的评价判据。
研究意义:判定研究的物质能够作为使⽤的可能性;研究这类物质的反应性;估算使⽤寿命。(1)测热分解⽓体压⼒或体积——真空热分解法(VST )
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在恒容、恒温和真空条件下,使受加热加速分解,⽤⽔银柱压⼒计测定分解产⽣的⽓体,换算成理想状态的体积Vs.依此评价的真空性,亦可评价混合试样的相容性。
(2)压⼒传感器法(真空性试验)(3)动态真空性法DVST
14.相容性:两种或两种以上的物质相互混合或接触(如粘结、吸附、分装装药、装填⾦属壳等)组成混合体系后,体系的反应能⼒与原来单⼀物质相⽐变化的程度。
评价相容性:(1)分解峰温的该变量(△Tp=Tp1-Tp2;Tp1,Tp2为单独的分解峰温)(2)表观活化能改变率(△E/△a )测试⽅法:腐蚀⾦属法:测定、⽕药和⽕⼯药剂对⾦属材料腐蚀性 15.反应动⼒学
反应速率:)/()()(/RT E e Af kf dt d -=
=ααα k :反应速率常数,A :指前因⼦,E :活化能
特点:(1)与机理函数G (a )⽆关;(2)线性相关性好;(3)不能求出A 。

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