2爆炸与炸药的基本理论
爆炸与炸药的基本理论解读
4.引起炸药爆炸的外部作用是：热能、机 械能、爆炸能。 5.炸药爆炸所需的最低能量称临界起爆能。 6.炸药爆炸过程的热损失主要取决于爆炸 过程中的热传导、热辐射、介质的塑性 变形。
• 炸药感度的种类 1、热感度 五分钟、五秒钟爆发点
爆发点测定器 1－合金浴；2－电热丝；3－隔热层； 4－铜试管；5－温度计
2、机械感度 3、爆轰感度 4、静电火花感度
立式落锤仪 1－落锤；2－撞击器；3－钢爪；4－基础；5－上击柱； 6－炸药；7－导向套；8－下击柱；9－底座
摆式摩擦仪 1-摆锤；2-击杆；3-导向套；4-击柱；5-活塞；6-炸药试样；7顶板
爆炸与炸药的基本理论
2.1基本概念
• 爆炸及其分类
• 爆炸的概念：是某一物质系统在有限空 间和极短时间内，大量能量迅速释放或 急骤转化的物理、化学过程。 • 爆炸的分类：化学爆炸、物理爆炸、核 爆炸。
• 炸药爆炸的基本条件（要素）： 1、变化过程释放大量的热 2、变化过程必须是高速的 3、变化过程能产生大量气体。
爆速与药柱直径的关系
•影响爆速的因素如下： （1）药柱直径，随着药柱直径的增大，爆速也增大； （2）约束条件，实践表明，在药柱直径较小的情况下， 增强药柱的约束条件可以显著提高炸药的爆速，减少其 临界直径值； （3）炸药密度，概括地说，当炸药分配比和工艺条件控 制一定时，炸药的爆速随着密度的增加而增大；就工业 炸药而言，当药柱直径一定时，存在有使爆速达最大值 的密度值，即最佳密度，再继续增大密度，就会导致爆 速下降，当爆速下降至临界爆速时，爆轰波应不再能够 稳定传播，最终导致熄爆； （4）炸药粒度，一般来说，减少炸药粒度能够提高炸药 的反应速度，减少反应时间和反应区厚度，从而减少临 界直径提高爆速。
爆炸与炸药的基本理论.
10.什么是炸药的做功能力？什么是炸药的爆力？ 爆力的测量方法是什么？ 答：炸药的做功能力是表示爆炸产物做绝热膨胀 直到温度降至炸药爆炸前的温度时，对周围 介质所做的功。它的大小取决于炸药的爆热、 爆温和爆炸生成的气体体积。炸药的爆热、 爆温愈高，生成气体体积愈大。则炸药的做 功能力就愈大。爆力是表示炸药爆炸做功的 一个指标，其测量方法有两种：（1）铅铸扩 孔法；（2）爆破漏斗法。
• 影响炸药感度的因素 1、内在因素 A、键能；B、分子结构和成分；C、生 成热；D、热效应；E、活化能；F、热 能量。 2、外在因素 A、炸药的物理状态与晶体形态；B、装 药密度；C、炸药的结晶；D、温度；E、 惰性杂质的掺入。
2.3炸药的爆轰理论
•爆轰波 在炸药中传播的特种形式的冲击波称为 爆轰波。 •爆轰波稳定传播的机理和条件 1、反应区化学反应机理 2、理想爆轰与稳定爆轰 3、侧向扩散对反应区结构的影响
4.引起炸药爆炸的外部作用是：热能、机 械能、爆炸能。 5.炸药爆炸所需的最低能量称临界起爆能。 6.炸药爆炸过程的热损失主要取决于爆炸 过程中的热传导、热辐射、介质的塑性 变形。
7.炸药的热化学参数有：爆热、爆温、爆 压。 8.炸药的爆炸性能有：爆速、炸药威力、 猛度、殉爆、间隙效应、聚能效应。 9.爆炸压力的大小取决于炸药爆热、爆温 和爆轰气体的体积。
11.什么是氧平衡？分哪几种不同情况，各有什 么含义？ 答：氧平衡是衡量炸药中所含的氧与将可燃元素 安全氧化所需要的氧两者是否平衡的问题。根 据所含氧的多少，炸药氧平衡有零氧平衡、正 氧平衡和负氧平衡之分。正氧平衡是指炸药中 所含的氧将可燃元素安全氧化后还有剩余。负 氧平衡是指炸药中所含的氧不足以将可燃元素 完全氧化。零氧平衡是指炸药中所含的氧正好 将可燃元素完全氧化。
2爆炸与炸药的基本理论
5
（1）放热反应
炸药爆炸实质上是炸药中的化学能在瞬间转化为 对外界做功的过程，反应释放出的热是做功的能源， 也是化学反应进一步加速进行的必要条件。 炸药爆炸时放出的热量大小常用爆热来衡量，爆 热指单位质量炸药爆炸时放出的热量（反应热）。炸 药爆炸瞬间放出的热量主要用于对爆炸产物加热，使 爆炸产物达到很高的温度，爆炸产物在原有体积内达 到热平衡时的温度称爆温。
2 爆炸与炸药的基本理论
1
主要内容
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 基本概念 炸药的起爆与感度 炸药的爆轰理论 炸药的氧平衡与热化学参数 炸药的爆炸性能
2
2.1 基本概念
2.1.1 爆炸及其分类 2.1.2 炸药的爆炸的三个条件 2.1.3 炸药化学变化的基本形式
3
2.1.1 爆炸及其分类
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2.2.2.1 炸药的热能起爆理论
谢苗诺夫研究了爆炸性混合气体的热能起 爆理论，富兰卡－卡曼尼兹进一步研究发展了 该理论，并将其成功地应用于凝聚体炸药。 基本要点：在一定的温度、压力和其他条 件下，如果一个体系反应放出的热量大于热传 导所散失的热量，就能使该体系－－混合气体 发生热积聚，从而使反应自动加速而导致爆炸。 即：爆炸是系统内部温度渐增的结果。 炸药爆炸过程的热损失主要取决于爆炸过 程中的热传导、热辐射、介质的塑性变形。
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爆发点测定器
爆发点指炸药在规定时间内起 爆所需加热的最低温度。爆发点越 低的炸药，热感度越高。爆发点测 定原理是：将定量炸药0.05g，起 爆药0.01g放在恒温的环境中5min， 如果炸药没有爆炸，说明此环境温 度太低，升高环境温度后再试，如 果不到5min就爆炸，说明环境温度 太高，降低环境温度再试，直到调 整到某一环境温度时，炸药正好在 5min爆炸，此环境温度就是炸药的 爆发点。
第3章 炸药爆炸基本理论
3.2 炸药的起爆和感度
3.2.2 炸药的感度
5.静电火花 感度
静电火花感度指在静电火花的作用下炸 药发生爆炸的难易程度。 激光感度是指在激光能量作用下，炸药 发生爆炸的难易程度，常用50％发火能 量来表示。 枪击感度，又称为抛射体撞击感度，是 指用枪弹等高速抛射体撞.2.1 炸药的起爆机理
热点形成的原因:
1）炸药中的微小气泡受冲击绝热压缩，骤然加热，温度
上升很高，成为引起炸药爆炸的灼热核； 2）炸药颗粒之间或炸药与夹杂物或炸药与容器之间发生 强烈摩擦而形成灼热核； 3）高速粘滞流动产生灼热核，是液体炸药或低熔点炸药
（无气泡存在时）发生爆炸的原因之一。
炸。若是非均相炸药受到冲击时，则由于炸药受热的不均匀 性，使在局部率先产生热点，爆炸首先在热点开始并扩展， 然后引起整个炸药的爆炸。
3.2 炸药的起爆和感度
3.2.2 炸药的感度
炸药在外界能量作用下发生爆炸反应的难易程度 称为炸药的感度或敏感度。炸药感度分为：热感度、 机械感度、起爆冲能感度、冲击波感度、静电火花感 度、激光感度和枪击感度等。
爆炸。 炸药发生爆炸的条件有两个：一是放热量大于散热量
，即炸药中能产生热积累；二是炸药受热分解反应的放热
速度大于环境介质的散热速度。只有这样，才能使炸药内 的温度不断上升，引起炸药的自动加速反应和导致爆炸。
3.2 炸药的起爆和感度
3.2.1 炸药的起爆机理
机械能起爆机理
机械能起爆机理
先后出现了“热学说”、“摩擦化学假说”和“热点学
3.1 爆炸和炸药的基本概念
三、炸药化学变化的形式： 缓慢分解（热分解）、燃烧、爆炸及爆轰。
热分解
在常温常压下，炸药会自行分解。当温度升高 到一定值时，可能会转化成燃烧，甚至爆炸。 在火焰和其他热源作用下，炸药可以燃烧。且 在一定条件下燃烧是稳定的，只要压力、温度 不变，燃烧不会改变，直至燃尽。 炸药高速放热、产生气体的反应称为爆炸。
爆炸与炸药基本理论
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2. 爆炸与炸药的基本理论
2.2 炸药的起爆和感度 2.2.1 炸药的起爆与起爆能
炸药的起爆能主要有三种形式：
化学爆炸：爆炸前后不仅物质形态发生变化，而且物质的化学 成分和性质也发生变化的爆炸现象，称为化学爆炸。
核爆炸：由核裂变、核聚变或发生物质湮灭等释放出巨大能量 而引起的爆炸称为核爆炸，核爆炸在瞬间施放出极大的能量。
爆破是利用炸药的爆炸能量对介质做功达到预定工程目标的作业。爆 破和爆炸是两个不同的概念。
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2. 爆炸与炸药的基本理论
2.1 基本概念 2.1.3 炸药化学变化的基本形式
2) 燃烧：不同于一般燃料的燃烧，它不需要外界提供氧节可以燃烧。 如果外界条件有利（压力高、温度高），炸药的燃烧可能转化为 爆炸。爆破工程中所用猛炸药如果发生燃烧则是一种研制的事故。
3) 爆炸：反应的速度和传爆的速度极高，可达到每秒数千千米。爆 炸的传播靠冲击波，在爆炸界面附近，发生压力、温度的急剧升 高。爆炸过程如遇到不利因素，爆炸中断。
炸药爆炸三要素：
② 变化过程必须是高速的
由于反应速度快，极短时间内将反应生成的大量气体产物加 热到数千度，压力增加达到几万MPa，高温高压的气体膨胀做功， 就产生了爆炸现象。反应速度高意味着功率高，然而相对于一般 燃料，炸药不是高能物质。
1公斤煤在空气中燃烧能生成2140千卡热量。约合900万焦耳，假 设燃烧时间为1小时，功率为2500J/s；
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爆炸与炸药的基本理论培训
爆炸与炸药的基本理论培训简介爆炸与炸药是军事、民用和工业领域中不可或缺的重要技术。
本文档将介绍爆炸与炸药的基本理论知识，包括爆炸的定义、分类和原理，以及常见的炸药种类和特点。
通过学习本文档，您将对爆炸和炸药的基本概念有一个清晰的了解。
爆炸的定义与分类爆炸是指物质在短时间内放出巨大能量的过程。
根据爆炸产生的能量形式，爆炸可以分为化学爆炸、物理爆炸和核爆炸。
化学爆炸化学爆炸是最常见的爆炸形式，它是指由化学反应释放的能量造成物质的迅速膨胀和释放。
化学爆炸通常由燃料和氧化剂之间的剧烈反应引起。
常见的化学爆炸包括炸药、火药和燃料燃烧。
物理爆炸物理爆炸是由于物质受到巨大的冲击或外力作用而引起的爆炸，例如炸弹、地雷和炮弹等。
物理爆炸与化学反应无关，而是通过机械能的转化来释放能量。
核爆炸核爆炸是最具威力的爆炸形式，它是由核裂变或核聚变反应释放的能量引起的。
核爆炸的能量远远超过化学爆炸和物理爆炸，因为核反应中释放的能量比化学反应或物理力学过程更大。
炸药的种类和特点炸药是专门用于实现爆炸效果的物质。
根据炸药的成分和特性，炸药可以分为以下几类：火药火药是一种最古老、最常用的炸药。
它由硝酸盐、炭和硫混合而成。
火药以其稳定性和可控性而广泛使用。
根据硝酸盐的不同类型，火药可分为黑火药、无烟火药和低烟火药等。
炸药炸药是一种能在短时间内释放大量能量的物质。
炸药通常由燃料、氧化剂和增感剂组成。
燃料和氧化剂之间的反应会产生大量的气体，导致炸药爆炸。
根据炸药的成分和特性，炸药可以分为炸药、炸药和炸药等。
高爆炸高爆炸是指能产生高温、高压和大冲击波的炸药。
高爆炸由可燃材料和氧化剂组成，能够产生高速燃烧和快速释放能量的特点。
液体炸药液体炸药是一种稳定性较高、容易加工和使用的炸药。
液体炸药通常由液体燃料、液体氧化剂和增感剂混合而成。
液体炸药在军事和民用领域都有广泛应用。
炸药的特点炸药具有以下共同特点：•高能量释放：炸药能够在极短的时间内释放大量的能量，导致爆炸效果。
炸药与爆炸的基本理论
炸药与爆炸的基本理论第⼀章本章⼩结本章集中介绍了与炸药爆炸相关的⼀些基本概念、基本理论和基本实验，这些内容是后续章节的基础。
现将其中的要点归纳如下：1.炸药发⽣化学变化的三种基本形式，炸药爆炸的三要素，炸药的分类。
炸药、单质炸药、混合炸药、起爆药、猛炸药和炸药爆炸的概念。
2.炸药氧平衡的概念极其计算⽅法。
爆热、爆温、爆容、爆炸压⼒的概念。
3.波、横波、纵波、⾳波、压缩波、稀疏波、冲击波的概念。
冲击波的基本特性。
4.爆轰波、爆轰压⼒、爆轰温度的概念和爆轰波的结构。
凝聚炸药的爆轰反应机理。
5.炸药的使⽤感度、危险感度、热感度、爆发点、机械感度、撞击感度、摩擦感度、起爆感度和雷管感度的概念。
炸药的物理状态和装药条件对炸药感度的影响。
6.炸药的热点起爆理论，爆炸物直接作⽤于炸药的起爆机理。
7.炸药的爆速、影响爆速的主要因素、爆速的测定⽅法。
作功能⼒、猛度、殉爆距离的概念及其试验测定⽅法。
炸药的理想爆速、临界爆速、极限直径、临界直径、最佳密度、临界密度的概念。
8.沟槽效应，产⽣沟槽效应的机理，消除沟槽效应的措施。
9.聚能效应及其应⽤。
复习题1.计算硝化⽢油和梯恩梯的氧平衡。
2.在铵油炸药中（硝酸铵与柴油的混合炸药），假如4%⽊粉作疏松剂，试按零氧平衡设计炸药配⽅。
3.已知凝聚炸药的绝热指数K 值⼀般取为3，试推导计算凝聚炸药爆轰波参数的⽅程式。
4.已测得某种岩⽯铵梯炸药的密度30/0.1cm g =ρ，爆速D=3750s m /。
经计算得到其爆温C T b ?=2592。
试求这种炸药的其余各项爆轰波参数H u 、H P 、H ρ、H c 和H T 。
5.如果采⽤理想⽓体状态⽅程来计算爆炸压⼒P ，则存在关系v Q K P )1(0-=ρ。
试证明：爆轰压⼒近似等于爆炸压⼒的2倍。
6.试推导实验测定炸药爆速的导爆索法中计算爆速的公式。
爆炸与炸药的基本理论之一
1.爆炸的基本条件与基本形式
炸药在火焰或其他热作用下，极大多数炸药在 非密闭状态下会稳定地燃烧（其反应速度小于其声 速），但在密闭状态下及环境温度过高时都有可能由 燃烧转变为爆炸，因此在炸药的贮存、运输、使用、 销毁时，因防止炸药由燃烧转变为爆炸酿成事故；而 已经产生局部爆炸反应的炸药，由于炸药本身性质、 结构：如炸药直径变小、密度发生变化都会引起爆炸 反应发生中断或者转化为燃烧；也可能在外界条件突 然发生变化情况下，如温度急剧下降、炸药由密闭状 态突然变为非密闭状态都可能导致炸药由爆炸转化为 燃烧，在爆破工程中因防止炸药由爆炸转化为燃烧而 影响爆破效果。（事故案例）
炸药
3.炸药的爆轰理论
炸药起爆的理论 ① 热能起爆理论：前苏联学者谢苗诺夫认为爆炸是系统内部 温度渐增、导致热能累积的结果。这种理论适合于气体爆 炸。 ② 灼热核理论（或称热点学说）：这种学说，大意是炸药局 部受到摩擦或撞击而达到了使炸药某点爆炸的温度，然后 由点到面迅速传播到全部。这个局部的点称为灼热核，核 径有10-3~10-5cm。灼热核形成 有两种原因： 一是绝热压缩炸药内部存在的微小气泡，形成灼热核； 二是炸药受到机械作用，使颗粒间产生摩擦，形成灼 热核。
感度↑
杂质含量： 增感材料：高硬度，含棱角，石英，玻璃 钝感材料：软质，高热容，水，石腊
2.炸药的起爆和感度
炸药感度对爆破工程安全的影响 （1）热感度对爆破工程安全的影响： 炸药的爆发点 炸药的火焰感度 （2）机械感度对爆破工程安全的影响： 炸药的撞击感度 炸药的摩擦感度 （3）爆轰感度对爆破工程安全的影响： （4）静电感度对爆破工程安全的影响：
2#岩石硝铵炸药 3638 kj/kg 黑索金 5820 kj/kg TNT 4187 kj/kg
爆炸与炸药的基本理论培训
• 技术创新的影响因素：市场需求、技术进步、政策导向
产业发展
• 产业链整合：上下游企业合作、资源共享
• 产业布局：区域分布、产业集群、产业升级
• 产业发展的影响因素：市场需求、技术进步、政策导向
炸药在未来发展中面临的挑战与机遇
挑战
机遇
• 安全性能：提高炸药的安全性，降低事故风险
• 原子炸药：由原子核反应产生的炸药，如原子弹
炸药的应用领域与历史发展
炸药的应用领域
炸药的历史发展
• 军事：作为武器的能源，如炮弹、手榴弹
• 古代：中国人发明火药，用于焰火和火器
Байду номын сангаас• 矿山：用于矿石开采和隧道建设
• 19世纪：欧洲人发明TNT，用于军事和矿山爆破
• 建筑：用于拆除和建筑工地爆破
• 20世纪：原子弹和氢弹的研发，用于核武器制造
炸药的爆速、爆压和猛度
爆速
• 炸药爆速的定义：爆炸产物在单位时间内传播的距离
• 爆速的影响因素：炸药种类、密度、形状
• 爆速对炸药性能的影响：爆炸效果、破坏力
爆压
• 炸药爆压的定义：爆炸产物对周围介质的压力
• 爆压的影响因素：炸药种类、密度、形状
• 爆压对炸药性能的影响：爆炸效果、破坏力
猛度
• 炸药猛度的定义：炸药爆炸时对目标的破坏能力
爆炸与炸药的基本理论培训
01
爆炸与炸药的基本概念
爆炸的定义及其分类
爆炸的定义
• 爆炸是一种迅速进行的能量释放过程
• 释放的能量来源于物质的化学或核变化
爆炸的分类
• 化学爆炸：由化学反应引起的爆炸，如炸药爆炸
2爆炸与炸药的基本理论解析
13
2.2
2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4
炸药的起爆与感度
炸药的起爆与起爆能 炸药起爆的基本理论 炸药感度 影响炸药感度的因素
14
2.2.1
炸药的起爆与起爆能
炸药是一种相对稳定的平衡系统，要使其发生爆炸必 须施加一定的外能。 由外界施加给炸药某一局部而引起炸药爆炸的能量称 为起爆能。 引起炸药发生爆炸的过程称为起爆。 引起炸药爆炸的原因来自两个方面－－内因与外因。 内因是指炸药分子结构稳定程度。 外因是指起爆能。
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2.2.2.2 炸药的机械能起爆理论－灼热核理 论
该理论认为，当炸药受到撞击、摩擦等机械能的作用时， 其中的某一部分或几个极小的部分被加热到爆发温度， 促使局部炸药首先爆炸，然后迅速传播到全部炸药。这 种温度很高的微小区域，通常被称为灼热核。 灼热核一般在炸药晶体的棱角处或微小气泡处形成。 绝热压缩炸药内所含的微小气泡，形成灼热核，如含水 性炸药乳化炸药、浆状炸药等。 炸药受机械作用，颗粒间产生摩擦，形成灼热核，掺和 物对灼热核的形成有很大的影响。
2 爆炸与炸药的基本理论
1
主要内容
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 基本概念 炸药的起爆与感度 炸药的爆轰理论 炸药的氧平衡与热化学参数 炸药的爆炸性能
2
2.1 基本概念
2.1.1 爆炸及其分类 2.1.2 炸药的爆炸的三个条件 2.1.3 炸药化学变化的基本形式
3
2.1.1 爆炸及其分类
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（4）爆轰
爆炸速度增长到稳定爆速的最大值时就转化为爆轰， 爆轰是指炸药以最大稳定速度进行的反应过程。特定的 炸药在特定的条件下的爆轰速度为常数。 爆炸和爆轰并无本质上的区别，只不过是传播速度 不同而已。爆轰的传播速度是恒定的，爆炸的传播速度 是可变的，就这个意义上讲，也可以认为爆轰是爆炸的 一种特殊形式，即稳定的爆炸。 炸药的四种化学反应形式可以相互转化。
爆炸与炸药的基本理论
• 21.什么是爆轰压力？什么是爆压？其作用是什么？ • 答：爆轰压力是指炸药爆轰时爆轰波波阵面中的C-J 面所测得的压力，当爆轰波传到炮孔孔壁上时，在孔 壁的岩石中会激发成强烈的冲击波和应力波。这种冲 击波在岩石中，特别是在硬岩中会引起周围岩石出现 粉碎和破裂，它为整个岩石破裂创造了先决条件。 • 爆轰压力与炸药的密度的一次方和爆速平方的乘积成 正比关系。所以在爆破坚硬致密的岩石时，以选用密 度大和爆速较高的炸药为宜。 • 爆压是爆轰气体产物膨胀作用在孔壁上的压力。在爆 破破碎过程中爆炸压力对岩石起胀裂、推移和抛掷作 用。一般来说，爆炸压力越高，说明爆轰产物中含有 的能量越大，对岩石的胀裂、推移和抛掷的作用越强 烈。
10.什么是炸药的做功能力？什么是炸药的爆力？ 爆力的测量方法是什么？ 答：炸药的做功能力是表示爆炸产物做绝热膨胀 直到温度降至炸药爆炸前的温度时，对周围 介质所做的功。它的大小取决于炸药的爆热、 爆温和爆炸生成的气体体积。炸药的爆热、 爆温愈高，生成气体体积愈大。则炸药的做 功能力就愈大。爆力是表示炸药爆炸做功的 一个指标，其测量方法有两种：（1）铅铸扩 孔法；（2）爆破漏斗法。
2.5炸药的爆炸性能
1、爆速 爆轰波在炸药药柱中的传播速度称为爆轰速度， 简称为爆速，通常以m/s或km/s表示之。必须指 出，炸药的爆速与炸药的爆炸化学反应速度是本 质不同的两个概念，即爆速是爆轰波阵面一层一 层地沿炸药柱传播的速度，而爆炸化学反应速度 是指单位时间内反应完成的物质的质量，其度量 单位是g/s。
15.聚能效应是如何产生的？ 答：当爆轰波前进到锥孔部分，其爆轰产 物则沿着锥孔内表面垂直的方向飞出。 由于飞出速度相等，药形对称，爆轰产 物则聚集在轴线上，汇聚成一股速度和 压力都很高的气流，称为聚能流，它具 有极高的速度、密度、压力和能量密度。 无疑，爆轰产物的能量集中在靶板的较 小面积上，在钢板上形成了更深的孔， 这便是锥孔能够增大破坏作用的原因。
凿岩爆破之炸药及爆炸的基本理论
四、炸药的分类
通常采用两种分类 按炸药的构成分类
单质炸药，单一物质本身就是炸药，如梯恩梯 混合炸药，由两种以上物质混合而成的炸药，如黑火药
按炸药的用途分类
起爆药：敏感度非常高，在非常小的外能作用下就会引 爆，如雷汞，主要用于起爆器材 猛炸药：敏感度比起爆药低得多，比较安全，威力比较 大，大量用于爆破的主装药，有单质和混合猛炸药， 主要的矿用炸药 发射药：以爆炸或爆燃的方式反应，用于军事的发射药， 也用于矿山某些特殊爆破 烟火剂：制造烟花爆竹
• 研究爆炸现象实质上是在研究人类所认识的最大 威力的动力。
二、炸药爆炸三要素
• 放出大量热量——做功的能量 是做功的能源，热量会不断加速反应，提高反应区的温 度。 生成大量气体——做功的介质 气体是膨胀做功的介质，气体具有压缩性，瞬间产生大 量气体，聚集在很小的空间内，提供了强大的对外做 功能力。 高速进行——做功的效率 速度快，做功的功率就大，能量密度就高 煤燃烧放出的热量比炸药多，但由于反应速度低，不能 形成爆炸反应，而且做功的功率低，不能形成爆炸。 以上三个条件缺一不可
– – – –
爆力300mL,猛度18mm，爆速7000m/s 爆热4222kJ/kg 猛度和爆力的含义——炸药威力的指标 广泛用途
• 军用——黄色炸药 • 工业炸药敏化剂 • 雷管加强药
– 好炸药
• 黑索金C3H6N3(NO2)3环三次甲基铵，简称 RDX
– 白色晶体，爆发点燃2300C,几乎不溶于水 – 机械感度比TNT高，爆速8300m/s – 用于导爆索芯
核爆炸
• 某些物质的原子核发生裂变或聚变链 锁反应时产生的爆炸 • 原子变化过程 • 爆炸在原子内发生 • 原子弹和氢弹爆炸都属于这类
• 人类对爆炸的认识还远远不够，自然界可能还有 威力更大、作用原理更加复杂的爆炸现象
炸药概论及基本理论教学教案
1.3 炸药热分解通性
一、炸药热分解的一般规律 通常把炸药的热分解分为三个阶段。 ➢ (1)热分解的延滞期 ➢ (2)热分解的加速期 ➢ (3)热分解降速期 炸药的起始热分解速度只受温度的影响。
每种炸药在固定温度下的起始热分解速度是 定值，且可用阿累尼乌斯(Arrhenius)方程 式。
1.3 炸药热分解通性
三、对炸药的基本要求 ➢ (1)能量水平 ➢ (2)安全性能 ➢ (3)安定性和相容性 ➢ (4)装药工艺 ➢ (5)原材料及生产工艺 ➢ (6)生态和环境保护
1.1 炸药和爆炸
四、炸药分类 ➢ 按化学组分可分为单质炸药(单组分炸药)和混合炸药 ➢ 按应用领域可分为军用炸药和工业炸药。 ➢ 按作用方式可将广义的炸药分为猛炸药、起爆药、火
另外，美国于20世纪90年代开始研制以HNIW为 基的高聚物黏结炸药，其中的RX—39—AA、AB 及AC，相当于以奥克托今为基的LX—14系列高聚 物黏结炸药，可使能量输出增加约15％。
一、炸药概论及基本理论
1.1 炸药和爆炸 1.2 炸药的发展历程 1.3 炸药热分解通性 1.4 炸药的爆炸变化
1.2 炸药的发展历程
从中国有正式可考的黑火药文字记载算起，炸药已 有一千多年的历史，它的发展可分为四个时期：
➢ ①黑火药时期； ➢ ②近代炸药的兴起和发展时期； ➢ ③炸药品种增加和综.2 炸药的发展历程
20世纪90年代研制的炸药是与“高能量密度材料 (HEDM)”这一概念相联系的。
沿炸药表面法线方向传播的速度称为燃速，一般在 几毫米至数百米每秒，且随外界压力的升高而显著 增加。 炸药的爆轰是以爆轰波形式沿炸药高速自行传播 的现象，速度一般在数百米到数千米每秒，且传播 速度受外界条件的影响很小。
1.炸药及爆炸基本理论解析
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❖ 1.2炸药及其相关概念
一、定义
炸药：是一种相对不稳定的系统，在一定外 界条件下，能够发生快速化学反应，放出热 量，生成大量气体产物，显示爆炸效应的化 合物或混合物。
二、炸药爆炸的三要素
1.放出大量热量 2.产生大量的气体 3.能自动传播的高速反应过程
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三、炸药组成特点
（1）炸药是能发生自身燃烧和爆炸反应的物 质；
（2）炸药是具有相对稳定的物质系统 ； （3）炸药的能量全部存储于分子结构中，也
就是说炸药的分子要具有爆炸结构；
（4）炸药是具有高能量密度的物质。
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四、炸药化学反应的基本形式
1.缓慢分解反应 （1）反应特点
1）反应在全部炸药中进行； 2）炸药内部各点的温度相同，没有集中的反 应区； 3）环境温度对其反应速度影响较大。
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2.燃烧反应 （1）反应特点
1）反应不是在全部炸药中同时发生，而是在 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）反应可在炸药中自动传播。
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（2）燃烧速度能否保持稳定，决定于燃烧过 程中的热平衡，如果燃烧释放的热量与传 导到炸药邻层和周围介质散失的热量相等， 则燃烧就能稳定进行，否则燃烧速度加快 或降低，形成爆炸或缓慢分解反应。
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（2）零氧平衡
1）定义：炸药中的氧量刚够把可燃元素完全 氧化，没有剩余，即：d 2a b 。
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2）大量的实验证明，当炸药处于零氧平衡时， 其爆炸后放出的热量最大，生成的有毒有害气 体量最小。
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爆炸与炸药的基本理论
机械能
• 通过机械作用使炸药爆炸。方式 有：撞击、摩擦、针刺、枪击等
爆炸能
• 利用某些炸药的爆炸能来起爆另外一 些炸药。工程爆破中最广泛应用的一
种起爆能。
炸药感度
感度 指在外界能量的作用下，炸药发生爆炸的难易程度。
起爆感度
火焰感度
冲击波感度 静电感度
感度
摩擦感度 撞击感度
热感度
其他感度
炸药对不同形式的外界能量作用所表现的感度是不一样的。故不能简单地 以炸药对某种起爆能的感度等效地衡量精品它课对件 另一种起爆能的感度。
有效机械功一般只占炸药总能力的10%左右。 精品课件
炸药的爆炸性能
殉爆 殉爆是指炸药（主发药包）发生爆炸时引起与它不相接触的邻近炸药
（被发药包）爆炸的现象。
殉爆距离 殉爆距离是指主发药包爆炸时一定引爆被发药包的两药包间的最大距离 。 炸药的殉爆能力用殉爆距离表示，单位一般为cm
研究殉爆的目的：
确定炸药生产房间的安全距离，为厂房设计提供基本数据；改进工业炸药的性质，提高在工 程爆破时起爆或传爆的可靠性。
单位质量炸药爆炸时所释放的热量称为爆热 (单位:J/kg 或kJ/kg )。 爆炸瞬间固体炸药变成气体产物，这些产物来不及膨胀，爆炸已经结束，因而可
以认为爆炸过程是定容过程。
爆温 指炸药爆炸时放出的能量将爆炸产物加热到的最高温度。
爆炸 压力
指当爆炸结束，爆炸产物在炸药初始体积内达到热平衡后的 流体静压值。
爆炸与炸药的基本理论
精品课件
爆炸的分类
Classification of Explosion
化学爆炸三要 素
草酸盐的炸分药解爆炸必
ZnC2O4→须Zn的+2能CO2源-20.53kJ
2爆炸与炸药的基本理论.
16年济宁市爆破工程技术人员（复训）：教学培训计划（2016-12-13）一、教学内容1、爆炸与炸药的爆炸理论（二章）2、爆破器材（三章）3、起爆技术（四章）4、岩土爆破理论（六章）5、露天爆破（七章）6、爆破安全技术和环境保护（十四章）7、相关法律法规1天8、爆破安全管理和相关规定（十五章）1天9、复习小结0.5天10、考试（笔试：填空、选择、问答、计算设计题）0.5天二、使用教材《爆破设计与施工》中国爆协汪旭光主编、2015版（15章、782页121.9万字）三、教学时间:5天（40学时）具体教学课程安排见《课程表》四、任课教师: 尹成祥、毕延华等五、教学目的1、提高爆破基础理论知识和爆破设计施工技能；2、提高爆破工程行业管理水平和法律法规意识；3、解决爆破施工作业疑难问题，确保爆破工程施工效果和施工安全；4、复训学习情况存档、备案，为办理个人爆破作业证件许可、审核提供依据；亦为爆破作业证件升级打基础。
六、教学要求1、珍惜这次爆破技术人员复训学习机会95年全国第一次举办爆破技术人员作业证：2、严格遵守培训班各项规章制度；3、严格遵守课堂教学纪律，按时到课；4、认真听课，做好笔记。
编制：尹成祥2016-12-1第二章爆炸与炸药的基本理论（教材10p）第一节基本概念一、爆炸及其分类（一）爆炸物质或物体在外界作用下，瞬间发生物理或化学变化，并在极短时间内放出大量能量的的现象。
如：锅炉爆炸、热水瓶爆炸、轮胎爆炸、炸药爆炸、鞭炮爆炸等。
（二）爆炸的分类1、物理爆炸爆炸后物质的物理状态发生变化，其内部分子结构不发生变化。
如车胎、水瓶、压力罐、雷电等2、化学爆炸爆炸后不但物质的物理形状发生变化，其内部分子结构也发生变化，并生成其它物质。
炸药爆炸属于化学爆炸。
3、核爆炸由核炸药的原子核发生烈变或聚变的连锁反应，并在瞬间放出巨大能量的现象称为核爆炸。
如u235，u238、氚、氘的爆炸等。
二、炸药及其爆炸特征（3个基本条件）（一）炸药凡在外界作用下，能产生快速变化，生成高热和大量气体的物质，叫炸药。
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16年济宁市爆破工程技术人员（复训）：教学培训计划（2016-12-13）一、教学内容1、爆炸与炸药的爆炸理论（二章）2、爆破器材（三章）3、起爆技术（四章）4、岩土爆破理论（六章）5、露天爆破（七章）6、爆破安全技术和环境保护（十四章）7、相关法律法规 1天8、爆破安全管理和相关规定（十五章） 1天9、复习小结 0.5天10、考试（笔试：填空、选择、问答、计算设计题） 0.5天二、使用教材《爆破设计与施工》中国爆协汪旭光主编、2015版（15章、782页121.9万字）三、教学时间:5天（40学时）具体教学课程安排见《课程表》四、任课教师: 尹成祥、毕延华等五、教学目的1、提高爆破基础理论知识和爆破设计施工技能；2、提高爆破工程行业管理水平和法律法规意识；3、解决爆破施工作业疑难问题，确保爆破工程施工效果和施工安全；4、复训学习情况存档、备案，为办理个人爆破作业证件许可、审核提供依据；亦为爆破作业证件升级打基础。
六、教学要求1、珍惜这次爆破技术人员复训学习机会95年全国第一次举办爆破技术人员作业证：2、严格遵守培训班各项规章制度；3、严格遵守课堂教学纪律，按时到课；4、认真听课，做好笔记。
编制：尹成祥2016-12-1第二章爆炸与炸药的基本理论（教材10p）第一节基本概念一、爆炸及其分类（一）爆炸物质或物体在外界作用下，瞬间发生物理或化学变化，并在极短时间内放出大量能量的的现象。
如：锅炉爆炸、热水瓶爆炸、轮胎爆炸、炸药爆炸、鞭炮爆炸等。
（二）爆炸的分类1、物理爆炸爆炸后物质的物理状态发生变化，其内部分子结构不发生变化。
如车胎、水瓶、压力罐、雷电等2、化学爆炸爆炸后不但物质的物理形状发生变化，其内部分子结构也发生变化，并生成其它物质。
炸药爆炸属于化学爆炸。
3、核爆炸由核炸药的原子核发生烈变或聚变的连锁反应，并在瞬间放出巨大能量的现象称为核爆炸。
如u235，u238、氚、氘的爆炸等。
二、炸药及其爆炸特征（3个基本条件）（一）炸药凡在外界作用下，能产生快速变化，生成高热和大量气体的物质，叫炸药。
按用途分类：起爆药、破坏药、火药、核炸药按物理状态分类：固体、液体和气体（二）炸药爆炸的三大特征（3个基本条件）实践表明：炸药爆炸时瞬间产生火光、出现烟雾、发生巨响，并产生冲击波。
火光说明：烟雾说明：巨响说明：炸药爆炸反应过程中释放出大量的热量、生成大量气体以及化学反应的快速性是炸药爆炸所具备的特殊因素和必要条件。
炸药爆速快、温度高和气体多称为炸药的三大要素，简称炸药三要素。
（1）变化速度快炸药爆炸产物传爆的速度，称为爆速。
常用炸药的爆速约为2000～8000m/S。
一公斤炸药（集中药包）开始爆炸到完成爆炸反应，约为十万分之一秒。
如梯恩梯炸药的爆速为6800m/s。
硝铵类炸药的爆速约为3500m/s。
（2）释放大量的热炸药爆炸变化过程放出大量的热能，使炸药瞬间产生变化。
常用炸药爆炸时产生1000～3500 kJ/kg的热量。
在极短的时间内将爆炸产物加热到数千摄氏度。
爆炸时的温度最高可达2000～50000C。
（3）生产大量的气体常用炸药爆炸可产生600～1000L/kg的气体。
炸药爆炸放的气体约相当于原体积的1000倍。
以上炸药爆破快、温度高、气体多就是炸药三大的特征（三大要素）：（1）反应过程大量放热；（2）反应过程极快；（3）生产大量气体。
总之，炸药爆炸在瞬间形成高温、高压的爆炸产物，急剧向外膨涨，形成超压冲击波对介质做功。
其超压最高可达数十万（10-40万兆帕）个大气压。
因此，炸药爆炸时具有巨大的破坏威力。
炸药爆炸时产生的气体越多、温度越高、爆速越快，炸药爆炸威力就越大，破坏能力越强。
三、炸药化学变化的基本形式炸药在外界作用下发生三种基本的化学反应。
即：热分解、燃烧、爆炸和爆轰。
（一）热分解炸药在常温下或受热作用时，会发生缓慢的分解，并放出热量，产生热分解。
炸药的分解速度主要取决于环境温度。
温度越高分解越快。
当温度达到一定限度时，炸药缓慢的热分解会自动转变为快速的化学变化，发生燃烧或爆炸。
因此，炸药在存储、保管和使用时，要特别注意炸药的环境温度变化，如炸药堆放不易过高，要注意通风保持常温，防止炸药因温度过高导致热分解加快，而引起燃烧或爆炸。
（二）燃烧炸药在火焰或加热的作用下，可能引起燃烧。
燃烧的速度一般比较缓慢。
当燃烧生成的气体或热量不能及时排除时，压力增大，温度升高，可能由燃烧转为炸药爆炸。
一般情况下少量炸药能够稳定的燃烧而不爆炸。
炸药的燃烧与一般燃料燃烧有着本质的区别，一般燃料的燃烧需要外界供氧，而炸药的燃烧是依靠自身所含的氧进行反应的。
（三）爆炸与爆轰， 1、爆炸当炸药受到足够大的外力作用时，炸药会发生最猛烈的化学反应，这种反应以冲击波的形式高速传播。
传播的速度通常每秒数千米。
这就是炸药的爆炸。
爆炸过程不稳定，是开始的过程。
2、爆轰炸药以最大而稳定的爆速进行传播的过程叫爆轰。
区别：（1）爆轰的传爆速度恒定，爆炸传爆速度不稳定。
（2）爆轰是炸药变化的最高形式。
爆轰是一种比燃烧更剧烈的化学变化形式。
它是冲击波在炸药中自行高速传播的现象，并且与外界的压力、温度等条件无关。
炸药爆轰是炸药特有的一种化学变化形式。
对一定的炸药来说，爆轰波的速度是稳定的。
在爆轰条件下，爆炸具有最大的破坏作用。
（四）三种变化形式的转化上述炸药的三种反应形式在性质上虽有不同之处，但它们之间却有着非常密切的关系。
1、在一定条件下可以相互转化。
2、炸药的热分解在一定条件下可以转变为燃烧。
3、炸药的燃烧随温度和压力的增加又可以转变为爆炸。
因此，在使用保管中,控制外界的温度变化，就可以控制炸药向要求的方面的转化，以达到对炸药使用、保管的安全性，确保炸药爆炸的效果。
（五）炸药变化的启示1、炸药着火时降温、控制温度。
2、用水灭火，不易使用沙土和泡沫灭火器等。
3、起爆炸药要给予足够的起爆能，确保炸药稳定爆轰。
第二节炸药的起爆和感度一、炸药的起爆和起爆能1、炸药的起爆炸药是一种相对稳定平衡的物质。
使之爆炸必须施加一定的能量，才能爆炸。
因此，引起炸药爆炸的过程（现象）叫起爆。
2、炸药的起爆能使炸药爆炸的能量，叫起爆能。
（1）热能：火源加热、电加热等（最基本的起爆能源）；（2）机械能：机械功作用；如：撞击、摩擦、针刺、摔砸等；（3）爆炸能：利用炸药爆炸能量引起另一种炸药爆炸。
另外：激光能、化学能等，均可以使炸药爆炸。
起爆能和感度的关系：通常炸药的感度越大，所需的起爆能越小。
相反炸药的感度越小，所需的起爆能就越大。
二、炸药感度1、什么是炸药感度？在外界作用下炸药发生爆炸的难易程度。
2、炸药的热感度（爆发点）3、爆发点什么是炸药爆发点？加热使炸药爆炸的最低温度。
乳化炸药3300C; 黑火药3000C ； TNT 2950C；黑索金2300C ；雷汞1750C；（2）火焰感度：（3）撞击感度：利用撞击（）（4）爆轰感度：炸药感度与起爆能成反比关系。
即：4、影响炸药感度的因素外界影响：（1）炸药的物理状态（2）装药密度（3）炸药结晶的大小：可能增大。
可能减小。
一般颗粒减小，感度增大。
（4）温度（4）添加物的加入：根据添加物楞角、硬度、含量等决定。
坚硬。
棱角大，感度大；如加入石英砂、玻璃粉等，感度增大。
加入松软物质感度降低。
如加入油、石蜡等。
5、爆炸和爆轰理论和方程（略）（1）爆轰波基本方程（2）爆轰参数计算第四节炸药的氧平衡与热化参数（一）炸药的基本概念1、炸药组成（成份）C、 H 、O 、N因为，炸药本身含可燃元素和助燃元素，爆炸反应不需要外界供氧。
只要外界条件达到及限，即可爆炸。
3、爆炸后生成的主要物质CO、 CO2、 H2O、 NO、C、N。
放出大量的热、和气体（二）炸药的氧平衡1、什么是炸药的氧平衡？炸药爆炸时，炸药中所含的氧与可燃元素C、H原子完全氧化时所需的氧量问题。
2、炸药的氧平衡的三种情况：（1）零氧平衡：含的氧刚好完全氧化。
完全氧化：主要生成产CO2 H2O、放热量最大。
硝铵类炸药基本为零氧平衡。
（2）正氧平衡：含的氧刚好完全氧化，还有剩余。
氧有多余：主要生成产ON、O2N。
（3）负氧平衡：含的氧不足以将可燃元素完全氧化。
缺氧，主要生成产CO、 H2、 C、正氧平衡和负氧平衡均不利于炸药发挥最大威力，同时会产生有害气体。
特别在煤矿地下实施爆破施工，和瓦斯混合易产生有毒气体，另外，还可以起催化作用。
（三）炸药的氧平衡计算（略）（四）炸药的热化参数1、爆热（1）什么是炸药爆热？单位质量的炸药爆炸时产生的热量，称为炸药爆热。
单位:千卡/公斤（kJ/kg）。
工业炸药的爆热一般为3300-5900 kJ/kg。
1kJ(焦耳)=0.239千卡1卡：使1kg的水升高1度使用的热量（标准大气压）。
（2）爆热的测定（2）爆热的计算2、爆温（1）什么是炸药爆温？炸药爆炸时将爆炸产物加热的最高温度。
单位:摄氏度（0C）。
单质炸药：3000-50000C矿用炸药的爆热一般为2000-25000C3、爆压（1）什么是炸药爆压？炸药爆炸时爆炸产物高温、高压气体产生的压力。
即：对介质产生的超压。
单位:Pa（帕斯卡）。
常用工业炸药的爆压为：3000-3500Mpa1Mpa=106 /m2 =105kg/m21kg=9.8N=10kgF1N=0.1kgF常用炸药产生的超压（最大）：30万kg/cm2。
第五节炸药的爆炸性能一、爆速1、什么是炸药的爆速？爆轰波在炸药柱中传播的速度。
单位：（Km/S）2、影响炸药爆速的因素（1）装药直径（2）炸药密度（3）炸药的颗粒度（4）炸药爆速测量方法二、炸药的做功能力（威力）炸药爆炸时高温、高压爆炸产物瞬间对介质产生的作用，或总的做功能力，称为炸药威力，亦称爆力。
威力的大小取决于：爆速、爆热和爆炸气体。
炸药威力是衡量炸药作功能力大小的重要指标之一。
炸药威力测定方法，通常是用铅柱扩孔法，测量炸药爆炸后的容积差值。
铅柱试验：直径20cm，高20cm，10g炸药。
炸药威力单位：（mL/10g）。
一般工业炸药的爆力为280-460mL。
炸药的威力有多大（概算）？可以说，炸药是目前所有物质瞬间释放能量最大的物质。
如200克TNT炸药，可以将标准钢轨断。
若计算炸药的爆炸功：按热功当量理论计算，炸药爆炸的瞬时功：一公斤TNT炸药爆炸，相当于50万台75马力拖拉机发出的舜时功。
一公斤的核炸药爆炸威力是多大？一公斤核炸药爆炸相当于2万吨TNT炸药：一公斤核炸药爆炸功相当于100亿台75马力拖拉机发出的舜时功（当然，这只是按理论计算，未考虑爆炸能量的利用率等）。
如1945年8月二战时为迫使日本投降，美国总统杜鲁门、英国首相丘吉尔认为使用一两次核袭击就可以结束战争。
(45年7月26日试爆成功)当时决定袭击5个城市（包括东京），最后选择两个。