表1 几种常用炸药的爆热实测值
炸药名称 | 装药密度(g/cm3) | 装药条件 | 爆热(kJ/kg) |
梯恩梯 太 恩 黑索今 奥克托金 特屈儿 黑索今 梯恩梯 叠氮化铅 雷 汞 | 1.53 1.73~1.74 1.78 1.89 1.60 1.69 1.50 — — | 药量22g,直径12.7mm,金属壳 药量22g,直径12.7mm,金属壳 直径20mm,黄铜壳 φ12.7mm,金属壳 直径12.7mm,软钢壳 无外壳 无外壳 — — | 4573±30 6222±10 6318 6183±50 4853 5590 2540±15 1536 1732 |
炸药的爆热也可以应用热化学的盖斯定律,通过理论计算求得。
炸药的爆温 炸药爆炸瞬间所放出的热量将爆炸产物加热到的最高温度称为爆温。它是炸药爆炸性能的重要标志量。爆温的高低取决爆炸时放出的热量及爆炸产物的组成。通常要求炸药的爆温要高,但是矿用炸药要求爆温低一些,以确保使用安全,防止矿坑中煤气爆炸。由于爆炸瞬间形成的温度很高,大约为3000~5000℃,温度变化极快,而且爆炸时破坏很大,因而使爆温的实验测定造成很大困难。
目前所采用的爆温测定方法为测爆炸瞬间产物的色温。实验时可将被测炸药置于水中,以消除爆炸瞬间空气冲击波发光对测量的影响。密度较小的炸药,由于炸药颗粒间有小气泡,在爆炸瞬间受强烈压缩发出强烈的光,故测出的温度偏高,造成失真。因此,炸药要尽量密实,以确保测量的真实和精确。表2列出用光测法测定的部分炸药爆温的数据。
表2 几种常用炸药的爆温实测值
炸药名称 | 硝化甘油 | 黑索今 | 太恩 | 梯恩梯 | 特屈儿 | 低密度太恩 |
密度(g/cm3) | 1.60 | 1.79 | 1.77 | — | — | 0.99 |
爆温(K) | 400 | 3700 | 4200 | 3910 | 3700 | 6650 |
应用上述方法测得的温度,为炸药爆炸时发光的色温。然而,这只有当爆轰产物的性质接近黑体或灰体时才是正确的。由于目前爆温实验测定方法复杂且不完善,因此,可以应用爆炸产物的热容与温度T的函数关系,通过理论计算求得炸药的爆温。
炸药的爆容 单位质量炸药爆炸时所形成的气体产物,在标准状态(0℃,一个大气压)下所占据的体积称为爆容。常以1千克炸药为单位来表示,单位是米3/千克。根据热力学的知识,气体产物是膨胀作功的工质。因而爆容越大,炸药对外界作功的能力也越大。
炸药的爆速 在炸药爆轰过程中,爆轰波沿炸药传播的速度,简称爆速,以D表示。对于一定装药密度的炸药,其爆速是一个特定值。炸药的爆速是衡量炸药爆炸性能的重要标志量,也是爆轰波参数中能测量出的、最准确的一个参数。爆速的测定方法可分为两大类:一类是利用各种类型的测时仪器或装置,测定爆轰波从一点传到另一点所经历的时间间隔Δt,然后除以两点间的距离Δs。这样,就可得到爆轰波在两点间传播的平均速度D平均,即
D平均=Δs/Δt
这类方法称为测时法。另一类是高速摄影方法。它是利用调整摄影机,借助于爆轰时波面的发光现象将爆轰波沿装药传播过程的轨迹连续地拍摄下来。因此这种方法可以测得爆轰波通过任一点的瞬时速度。表3列出几种常用炸药的爆速值。
表3 常用炸药的爆速
炸药名称 | 代号 | 密度ρD(8/cm3) | 爆速D(m/s) |
起爆药: 雷 汞 斯蒂芬酸铅 叠氮化铅 猛炸药: 硝化甘油 四硝基甲烷 梯 恩 梯 特 屈 儿 太 恩 黑 索 今 奥克托金 三氨基三硝基苯 苦 味 酸 黑 喜 儿 2 炸 药 硝 化 棉 混合炸药: 苦味酸铵 梯/黑50/50 B 炸 药 含铝炸药 梯铵铝炸药 | MF LTNR LA nG TNM TNT Tetryl PETN RDX HMX TATB PA HNB / NC / T/T50/50 / Torpex / | 4.42 3.10 4.71 1.50 1.65 1.64 1.70 1.67 1.80 1.90 1.90 1.80 1.59 1.84 1.66 1.00 1.69 1.71 1.81 1.00 | 5.40×103 5.20×103 5.60×103 7.58×103 6.36×103 6.95×103 7.86×103 7.98×103 8.75×103 9.10×103 7.90×103 5.26×103 7.00×103 8.97×103 / 4.99×103 7.60×103 8.03×103 7.43×103 4.30×103 |
炸药的威力与猛度 炸药的威力在理论上可以用炸药的潜能来表示,或者用爆热与热功当量的乘积来表示。炸药对外界作功能力,主要取决于爆热和爆容。但实际上由于爆炸反应的不完全和爆炸放出的热量不可能完全转变为机械功。因而常用铅柱扩孔大小的实验值来表示。即将一定量的炸药,放在规定为标准的铅柱孔中进行爆炸,其扩孔值越大,表示威力值越大,炸药的作功能力也越大。常用炸药的威力如表4所示。
表4 常用炸药的威力和猛度
炸药名称 | 代号 | 威 力 (TNT当量%) | 猛 度 (TNT当量%) |
梯恩梯 苦味酸 特屈儿 硝化甘油 太 恩 黑索今 奥克托金 | TNT PA CE nG PETN RDX HMX | 100 101 125 140 145 150 145 | 100 107 116 / 129 136 / |
炸药的猛度是炸药爆炸时对其相接触介质(如弹体、混凝土或金属的构筑物、石岩等)的粉碎能力。猛度的强弱主要取决于爆速、爆轰压力和压力作用的时间。猛度越大,与其接触的介质材料被炸得越粉碎。炸药的猛度常用铅柱或铜柱压缩值大小来表示。即将一定量的炸药放在标准铜或铅柱上。炸药与铅柱之间垫以钢片。引爆炸药后,铅或铜柱被压缩成蘑菇形状,测量压缩前后铅或铜柱的高度差,用以表示该炸药的猛度。