炸药成分

1、工业炸药

在一定条件下，能够发生快速化学反应，放出能量，生成大量气体产物，显示爆炸效应的化合物或混合物称为炸药。炸药是经常利用的二次能源。

炸药可从使用的大范围上分为军用炸药和工业炸药。工业炸药又称为民用炸药，是由氧化剂、可燃剂和其它添加剂等组分按氧平衡的原理配制，并均匀混合制成的爆炸物。

在矿山开采和工程爆破中利用其爆炸能量来做功，具有成本低廉、制造简单、应用方便等特点。

工业炸药——用于矿山、铁路、水利、建材等部门的民用炸药；

单质炸药——化学成分为单一化合物的猛性炸药

混合炸药——由多种成分（多分子或多相）组成，一般含有爆炸物质和燃料两种成分，有时还加入疏松、防水成分。混合炸药是爆破工程中用量最大的炸药类型。工业炸药属于混合炸药类型。

常用工业炸药：铵梯炸药、铵油炸药、水胶炸药、乳化炸药等。

近年来，随着工程爆破技术的广泛应用与发展，工业炸药生产技术得到了迅速发展。

2、炸药特点：

1、爆炸性能好，有足够的爆炸威力以满足各种工程爆破对象的作业要求；

2、具有较低的机械感度和适度的起爆感度，既能保证生产、贮存、运输和使用的安全，又能保证有效地被起爆；

3、炸药组分配比为零氧平衡或接近零氧平衡，以保证爆炸产生较少的有毒气体；

4、具有较高的热安定性、物理化学相容性和适当的稳定贮存期；

5、使用方便，易于装药，炸药生产、使用过程中不会给人体和环境带来较大危害或污染；

6、原料来源广泛，价格便宜，加工工艺简单，生产操作安全可靠，无污染。

3、炸药分类：

炸药分类方法很多，目前还没有建立起统一的分类标准，一般可根据炸药的组成、用途和主要化学成份进行分类，工业炸药还可以根据使用条件的不同进行分类。由于我国已经加入世界贸易组织（WTO），国内爆破企事业单位和人员将有更多的机会参与国际工程的招投标与施工作业，很有必要知晓联合国危险物品运输专家委员会按照运输要求对炸药的分类。

A、按炸药的作用特性分类

　　（1）起爆药　起爆药主要用于起爆其它工业炸药。这类炸药的主要特点是：

（a）敏感度较高。在很小的外界热或机械作用下就能迅速爆轰。

（b）与其它类型炸药相比，它们从燃烧到爆轰的时间极为短暂。

　　最常用的起爆药有雷汞、迭氮化铅、二硝基重氮酚、斯蒂酚酸铅等。这类炸药主要用来制造各种起爆器材。

（2）猛炸药　与起爆药不同，这类炸药具有相当大的稳定性。也就是说，它们比较钝感，需要有较大的能量作用才能引起爆炸。在工程爆破中多数是用雷管或其它起爆器材起爆。

a、单质炸药:单质炸药系指碳、氢、氧、氮等元素以一定的化学结构存在于同一分子中，并能自身发生迅速氧化还原反应释放出大量热能和气体产物的物质。常见有硝化甘油、硝化乙二醇、梯恩梯、黑索金、奥克托金、泰安等 。

b、混合炸药混合炸药系指由两种或两种以上的成分所组成的机械混合物，既可以含单质炸药，也可以不含单质炸药，但应含有氧化剂和可燃剂两部分，而且二者是以一定的比例均匀混合在一起的，当受到外界能量激发时，能发生爆炸反应。混合炸药是目前工程爆破中应用最广、品种最多的一类炸药。常见有粉状硝铵类炸药（铵油炸药、膨化硝铵炸药、粉状乳化炸药等）和含水硝铵类炸药（乳化炸药、浆状炸药、水胶炸药、重铵油炸药等）。

（3）发射药　又称火药，主要用作枪炮或火箭的推进剂，也有用作点火药、延期药的。它们的变化过程是迅速燃烧。

（4）烟火剂　烟火剂基本上也是由氧化剂与可燃剂组成的混合物，其主要变化过程是燃烧，在极个别的情况下也能爆轰。一般用来装填照明弹、信号弹、燃烧弹等。

B、按工业炸药的使用条件分类

第一类——准许在一切地下和露天爆破工程中使用的炸药，包括有沼气和矿尘爆炸危险的矿山。

　第二类——准许在地下和露天爆破工程中使用的炸药，但不包括有沼气和矿尘爆炸危险的矿山。

　第三类——只准许在露天爆破工程中使用的炸药。

　第一类和第二类炸药每千克炸药爆炸时所产生的有毒气体不能超过80L。同时，第一类炸药爆炸时还必需保证不会引起瓦斯或矿尘爆炸。

C、按工业炸药的主要化学成分分类

　　（1）硝铵类炸药　以硝酸铵为其主要成分，加上适量的可燃剂、敏化剂及其附加剂的混合炸药均属此类，这是目前国内外工程爆破中用量最大，品种最多的一大类混合炸药。

硝铵本身是一种弱爆炸物，引爆后的爆速为2000～2700m/s。当对其加热到400～500℃时，硝铵会分解并产生爆炸。硝铵还具有很大的吸湿性。这是硝铵类炸药质量下降的重要原因。

　　（2）硝化甘油类炸药　以硝化甘油或硝化甘油与硝化乙二醇混合物为主要爆炸组分的混合炸药均属此类。就其外观状态来说，有粉状和胶质之分；就耐冻性能来说，有耐冻和普通之分。

　　（3）芳香族硝基化合物类炸药　凡是苯及其同系物，如甲苯，二甲苯的硝基化合物以及苯胺、苯酚和萘的硝基化合物均属此类。例如，梯恩梯（TNT）、二硝基甲苯磺酸钠（DNTS）等。这类炸药在我国工程爆破中用量不大。

D、按炸药的物理状态分类

工业炸药可分为粉状炸药、粒状炸药、乳化炸药和胶质炸药。

硝化甘油，木炭，硝石，硫磺等

原理

炸药的爆炸通过一定的外界激发冲量的作用，爆轰是炸药中化学反应区的传播速度大于炸药中声速时的爆炸现象，是炸药典型的能量释放形式。爆炸实际上分两个阶段。大部分破坏是最初的膨胀造成的。它还会在爆炸源周围制造一个压力很低的区域，气体快速向外移动，从而将大部分气体从爆炸 “中心”向外吸。向外冲击之后，气体涌回到部分真空的中心地带，形成第二个破坏力较小的内向能量波。由于炸药爆炸时化学反应速度非常快，在瞬间形成高温高压气体。以极高的功率（每千克炸药爆轰瞬间输出功率可达5×10千瓦）对外界作功，使周围介质受到强烈的冲击、压缩而变形或碎裂。

炸药由于能对周围介质作猛烈的破坏功，往往又被称为猛炸药。常用的猛炸药按组成可分为单体炸药和混合炸药2类。还有一类感度很高的炸药，从燃烧转变为爆轰的时间极短，通常不直接用于作破坏功，而是用于引燃或引爆其他火炸药，称为起爆药。

炸药爆炸是一种化学反应，反应过程必须同时具备三个条件：

1、反应过程为放热性；

2、反应高速进行并能自行传播；

3、反应过程中生成大量气体产物。

反应过程的放热性为爆炸反应的必要条件。只有放热反应才能使反应自行延续，才能使反应具有爆炸性。只靠外界供给热量以维持其反应的物质是不可能发生爆炸的。爆炸反应过程中，单位质量炸药在一定条件下（例如在某一装药密度下）所放出的热量称为爆热。

炸药（Explosive material），能在极短时间内剧烈燃烧（即爆炸）的物质，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。

一般情况下，炸药的化学及物理性质稳定，但不论环境是否密封，药量多少，甚至在外界零供氧的情况下，只要有较强的能量（起爆药提供）激发，炸药就会对外界进行稳定的爆轰式作功。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。

含爆炸物、某种引爆装置，通常还有某种外壳。被雷管的热量或冲击能量触发后，爆炸物就会进行快速化学反应，即燃烧或分解。

在化学反应中，化合物分解产生多种气体。在反应物（原始化学化合物）的各个不同原子之间，以化学键形式储存着大量能量。化合物分子分解时，生成物（产生的气体）可能利用其中的一些能量（而不是全部能量）形成新键。大多数“剩余”的能量会形成高温热量。 集中的气体在极大压力下快速膨胀。热量会加快各个气体粒子的运动速度，使得压力更高。在高能炸药中，气体压力很大，足以破坏建筑，致人伤亡。如果气体膨胀速度比音速快，就会产生强大的冲击波。这种压力还能促使固体碎片高速冲出，以巨大的力量打击人或建筑。

苦味酸──1771年由英国的P·沃尔夫首先合成。它是一种黄色结晶体，最初是作为黄色染料使用，1885年法国用它填炮弹之后，才在军事上得到应用。黄色炸药的名称便由此而来。苦味酸是一种猛炸药，在19世纪末使用非常广泛。

雷汞──1779年由英国化学家E·霍 华德发明。雷汞是一种起爆药，它用于配制火帽击发药和针刺药，也可用于装填爆破用的雷管。

硝化纤维（硝化棉）──1838年T·J·佩卢兹首先发现棉花浸于硝酸后可爆炸。1845年德国化学家C·F·舍恩拜发明出硝化纤维。1860年，普鲁士军队的少校E·郐尔茨用硝化纤维制成枪、炮弹的发射药。

硝化甘油──1846年意大利化学家A·索布雷首次制成。硝化甘油是一种烈性液体炸药，轻微震动即会称列爆炸，危险性大，不宜生产。1859年之后，瑞典的A·B·诺贝尔和他的父亲及弟弟共同研究硝化甘油的安全生产方法，终于在1862年用 “温热法”降服了硝化甘油，使之能够比较安全地成批生产。

梯恩梯（TNT）──1863年由J·威尔勃兰德发明。是一种威力很强而又相当安全的炸药，即使被子弹击穿一般也不会燃烧和起爆。它在20世纪初开始广泛用于装填各种弹药和进行爆炸，逐渐取代了苦味酸。在第二次世界大战结束前，梯恩梯一直是综合性能最好的炸药，被称为 “炸药之王”。

达纳炸药──1866年由A·B·诺贝尔发明。19世纪60年代，诺贝尔在法国继续进行炸药的研究。在一次事故中，他的弟弟被炸死。父亲受重伤。法国政府禁止其在陆地上进行试验。他只好租了一条驳船，在马拉伦湖上寻起了新的实验室。一次试验中，一只装有硝化甘油瓶破碎，流出的硝化甘油被瓶底下用来减少震动的惰性粉末硅土吸收。诺贝尔意外地发现，硝化甘油与硅土混合物不仅使炸药威力不减，而且生产、使用和搬运更加安全。后来，他用木浆代替了奎土，制成了新的烈性炸药──达纳炸药, “达纳”一词源于希腊文 “威力”。1872年，诺贝尔又制得一种树胶样的胶质炸药──胶质达纳炸药，这是世界上第一种双基炸药。

无烟火药──1884年由法国化学家、工程师P·维埃利最先发明。1845年由舍恩拜因发明的硝化纤维很不安定，曾多次发生火药库爆炸事故。维埃利将其研制成胶质，再压成片状，切条干燥硬化，便制成了第一种无烟火药。这一发明具有极重要的意义。无烟火药燃烧后没有残渣，不发或只发少量烟雾，却可使发射弹丸的射程，弹道平直性和射击精度均有诞生提供了弹药方面的条件。马克沁发明的重机枪，正是由于使用了无烟火药，才得以具备实用价值。

它的化学成分为三硝基甲苯

炸药的化学及物理性质稳定，但不论环境是否密封，药量多少，甚至在外界零供氧的情况下，只要有较强的能量（起爆药提供）激发，炸药就会对外界进行稳定的爆轰式作功。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。

来自美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的炸药化学家大卫·查韦斯(David Chavez)合成了一对新型的分子，其中一个具有独特的融合三环结构。据了解，这些新材料很有可能迎来一个全新的炸药种类，不仅能够提供高能量输出，同时安全性也得到了增强。大卫·查韦斯表示：“一个普遍的趋势是，材料的性能越高，则它们对撞击、火花和摩擦等破坏性的刺激就越敏感。

不过，洛斯阿拉莫斯实验室有兴趣创立一门不遵循这一趋势的材料科学。”这项研究结果目前已经发表在了德国著名的应用化学杂志《应用化学国际版》上。

身为炸药科学技术团队中的一员，大卫·查韦斯在这篇文章中详细描述了两种从来没有被合成过的材料，第一种是一个二硝基二胺基化合物，其性能有点接近传统的高性能材料，但是它对冲击、火花和摩擦并不敏感，因此这种材料的处理工作其实是非常安全的。

第二种则是一个被统称为三环 1,2,3,4-tetrazine 的新的杂环系统，它的性能和安全性都非常像传统的材料。这个系统可以形成类似结构的未来合成材料的基础。

据大卫·查韦斯表示：“这些材料基本上可以应用在所有需要用到高性能材料的地方。它们很有可能取代炸药和推进剂(这两样东西并不能满足如今的安全需求)。随着时间的推移，炸药的安全性变得越来越重要，特别是在推进剂、一些军事应用和采矿业等方面。”

他认为，找到一种所需用量少、能够保持高性能、不敏感并且不会受到温度大幅变化的不利影响的新型材料是非常有必要的。

在过去的两年时间里，为了实现自己的想法，大卫·查韦斯一直在进行着相关的研究。他发现了一个由碳、氢、氮和氧元素等所有炸药的基本成分组成的独特分子排列。二硝基二胺基化合物的不敏感特性主要来源于分子间的氢键，这种效果有点类似于胶水。

胶水的氢键也非常强大，能够保持分子的完整，同时也足以让较弱的分子在被破坏性刺激分开的时候不被打破分解(即不会发生爆炸)，从而提高安全性。

大卫·查韦斯说：“对于如何分离和确认正确的结构，我们有很多不同的想法。我们从每一个没有成功的实验中学习，最终一定能够获得成功。洛斯阿拉莫斯实验室最伟大的事情就是推动前沿科学，做一些从来没有人做到的事情。”