浅谈炸药化工新技术的开发与应用

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年第29卷3月7期   作者:加凤斌
[导读] 炸药作为我国的四大发明之一,其也是我国古代劳动人民的思想结晶。近百年来人们对于炸药的应用水平也得到了一定程度的提升
        加凤斌
        山西华晋吉宁煤业有限责任公司  042100

        摘要:炸药作为我国的四大发明之一,其也是我国古代劳动人民的思想结晶。近百年来人们对于炸药的应用水平也得到了一定程度的提升,在军事、采矿以及化学工业领域中均获得了良好的应用效果,对于我国综合国力的提升也有着重要意义。因此我国相关技术人员还要加强对炸药化工新技术的开发与创新力度,促使炸药的性能与使用安全性得以提升,从而满足各个行业对于炸药性能的具体需求,本文主要就炸药化工新技术的开发与应用进行探究分析。
        关键词:炸药;新技术;开发应用
        近年来我国炸药行业得到了非常迅速的发展,在多个领域中均获得了良好的应用效果。为了促进炸药的作用充分发挥出来,提升炸药的应用安全性与可靠性,也就需要做好炸药化工新技术的开发与应用工作,借此促进我国炸药科学与技术得到进一步的发展。
一、炸药发展中的新技术
(一)高能量密度化合物
        自1987年美国成功合成HNIW之后,促使高能量密度化合物的合成与研究成为了炸药领域的热点,在此基础上也出现了一批新的炸药类型。通过提高含能化合物密度的方式,可以促使其爆速以及爆压进一步提升,因为多环笼型化合物的密度较之于单环化合物得到了一定程度的提升,为了制备更高能量密度的化合物,也就需要采用多环笼性化合物进行合成,并且要求其结构能够尽可能的对称。在上述理论指导下,国内外也针对笼型含能化合物的合成加强了研究力度,并且获得了良好的进展。
        在传统的化学含能材料中,多是采用分子型液体或者固体来进行合成,其特征是分子内部虽然具备有非常强的共价键,但是在不同分子之间可以直接通过比较弱的范德华力进行连接。在这一结构中能够促进化合物自身的能量密度进一步提升,对于炸药整体爆炸效果的提升也有着非常重要的意义。比如氮的聚和态就是一种能量接近于业态二氧化氢的炸药,较之于传统的HMX炸药,其单位体积的能量可以增加2倍或者更多,对于炸药精简尺寸与性能的提升也有着非常重要的意义。
(二)复合炸药
        复合炸药主要是由各单位组分的氧化剂以及可燃剂等部分构成,通过加强复合炸药的研究,对炸药能量利用率与安全性的提升也有着重要意义,因此在国内外均受到了高度重视,现阶段也获得了一定的应用效果。就军事领域分析,复合炸药能够很好的满足水雷以及深水炸弹等一些水下武器爆破型炸药的应用需求,在现阶段的复合炸药中,多是将高氯酸钾作为炸药的氧化剂,铝粉作为可燃剂。如果采用能高效反应的复合组合,还能够促进炸药自身的性能跟不敏感度进一步提高,对于炸药自身应用安全性的提升也有着非常重要意义。
        现阶段重点研究的新型氧化剂主要包含有ADN以及NF2两种类型,其中ADN所释放的气泡能够对现阶段最好水下炸药的气泡高出50%左右,杀伤半径也能够增加25%左右。而NF2自身则具备有金属反应性,并且能够实现金属的有效转化,对于能量自身可能性的提升也有着显著意义。


        目前新型可燃剂在研究过程中多是将硼作为重要研究方向。其中硼在氧化过程中能够产生充足的能量,但是在含硼炸药领域的研究过程中还存在有比较多的问题。主要是因为含氢物质在有水条件下,硼养护的效率也会得到大幅度的降低。近年来硼在推进剂中也获得了良好的应用效果,其能够促使硼自身的燃烧效率超过90%。目前以硼作为炸药可燃剂的研究重点主要集中在了HBX系列炸药的调整工作上面,这也是炸药化工研究的一个重点方向。
(三)金属化炸药
        在1899年德国人最早提出在炸药中进行铝粉的增加,借此促进炸药的威力进一步提升。在此基础上含铝炸药得到了非常迅速的发展,并且成为了军用混合炸药的一种重要应用手段,在各个领域中也得到了良好的应用效果。除了铝粉之外,在炸药中也能够进行锂、铂的多种金属的添加,其统称为金属化炸药。因为铝粉自身具备有价格低廉以及氧化热比较高的应用优势,因此也获得了良好的应用效果,但是铝粉自身的热力学与其他金属对比还存在有一定的差异性,这也就需要加强对其他金属化炸药的研究力度。通过在炸药中放入两种及以上类型的金属,在炸药爆炸之后还能够促使金属生产合金化反应,对于炸药自身的爆炸力以及扩孔能力也得到了进一步提升。但是因为金属的密度比较大,在加装到炸药中之后还会导致混合炸药的密度得到进一步的提升,也就需要相关研究人员能够加强对该方面的研究力度。
二、炸药研究与应用中的新思路
(一)结合毁伤方式进行合理计算
        近年来随着我国炸药工业领域的不断发展,外加上战斗部技术的发展,促使其毁伤方式与作用对象也得到了一定程度的增加,对于炸药的性能也提出了更高的要求。针对部分大型爆破型炸药,其要求炸药自身拥有比较高的冲击波以及冲量,而针对部分杀伤式的弹片型炸药而言,其破片速度以及动能也会直接决定自身的毁伤效果,因此在进行现阶段炸药的设计过程中,相关设计人员还需要结合炸药的实际用途以及毁伤方式,来进行其设计工作。只有这样才能够促使炸药应用的针对性得以提升,从而满足各个领域中对于炸药性能的实际需求。
(二)进行外界能量的充分利用
        在炸药中通过外界能量的充分应用,也能够促进炸药的爆炸威力进一步提升,爆炸空气炸药就是一个很好的例子。近年来国外正在研究将海水作为爆炸反应氧的方法,通过对水内的氧气进行消耗,促使金属可燃剂转换为氧化物,促进爆炸能量进一步提升。此外还在研究通过鱼雷推进剂的剩余燃料以及产物的可行性。
结束语
        综上所述,近年来我国炸药化工行业得到了非常迅速的发展,但是与国外一些发达国家对比还存在有一定差异性,在具体应用中也会受到环境因素的影响。针对这一情况,也就需要不断加强对炸药化学新技术的开发与应用力度,在结合了炸药使用条件基础上,进行新技术的针对性开发,从而促进炸药应用的针对性跟有效性进一步提升,促进我国炸药化工领域得到更进一步的发展。
参考文献
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