在人们的日常生活、生产实践和科学试验中往往会遇到爆炸现象。爆炸时,伴随有强烈的发光、声响和破坏效应。爆炸是物质系统的一种极迅速的物理或化学变化,在变化的瞬间放出其含有的能量,借助爆炸物原有的气体或爆炸生成的气体迅速膨胀,并对周围介质做功,使之发生机械破坏作用。
一、爆炸引起爆炸的原因不同,可将爆炸分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸三类。
(1)物理爆炸。是指由物理原因引起的爆炸,爆炸过程中不发生化学变化。如锅炉爆炸、氧气瓶爆炸等,在生产过程中物理爆炸的应用很少。
(2)化学爆炸。是由爆炸物在极短的时间内发生化学变化而引起的爆炸。如常用炸药的爆炸,煤矿井下瓦斯或煤尘与空气混合物以及其他混合气体的爆炸等到都属于化学爆炸。
(3)核爆炸。是由核裂变或核聚变引起的爆炸,爆炸过程中放出的能量极大,爆炸中心的温度极高,达到几百万至几千万度,压力可达到几十万个MPa,并辐射出很强的各种射线,其破坏性也极强。目前,核爆炸的应用范围仍十分有限。
二、炸药的化学变化形式
炸药是在一定条件下,能够发生快速化学反应、放出能量、生成气体产物,显示爆炸效应的化合物或混合物。炸药的爆炸通常是从局部分子被活化、分解开始的,其反应应放出的热量又使周围的炸药分子活化、分解,直至全部炸药分子反应完毕。当炸药发生极速的化学变化时,气体产物不能得到扩散而导致温度和压力急剧升高,其后产物膨胀,将能量传递给周围介质而做功,便形成爆炸。但爆炸并不是炸药惟一的化学变化形式。由于环境和引起化学变化的条件不同,炸药可能有四种不同形式的化学变化,即缓慢分解、燃烧、爆炸和爆轰。这四种化学变化的速度不同,生成的产物和热效应也不同。
(1)热分解。炸药在一定的温度时会发生热分解,而且温度越高,分解越快。这种分解是在整个炸药内全面发生的,炸药内各点的温度相同,分解时既右以吸收热量,也可以放出热量,决定于炸药的类型和环境温度。但是,当温度较高时,所有炸药的分解反应都伴随有热量放出。
(2)燃烧。有些炸药在热源的作用下可以被点燃。因温度、压力环境的不同可进行缓慢的(每秒数毫米)或速燃甚至爆燃(每秒数米至数百米),炸药在密闭空间中燃烧时可能变为爆炸。根据炸药的燃烧特性,可将将炸药分为三大类:起爆药、猛炸药和火药。起爆药一旦燃烧,化学反应极快,燃烧速度增长很快,而且燃烧不稳定,极易转变为爆炸;猛炸药一般能够稳定燃烧;燃烧稳定性最好的是火药,稳定燃烧的压力可从1000个大气压到10000个大气压,压车增高时也可转变为爆炸。