化学与发烟剂

化学与发烟剂

摘要烟幕不仅对目视形成干扰，且能对高技术的光电武器系统进行干扰，已成为对付高科技武器系统的“软胄甲”。而烟幕的构成离不开发烟剂。从常见发烟剂的种类、发烟剂的化学组成和形成烟幕的化学反应等方面予以简单介绍，拓展化学基础知识在军事领域中的运用。

关键词烟幕发烟剂化学组成

烟幕是人工造成的能起屏蔽作用的烟雾。几乎从有战争以来，军事家们就利用烟幕出奇制胜。二战期间，苏德战争的第聂伯河战役中，苏军在60多个渡口施放烟幕进行掩护，使德军2300多架次的飞机轰炸，只有6枚炸弹命中目标，而苏军则顺利渡河，取得战役的最后胜利［1］；再如，科索沃战争中，南联盟军队只是利用点燃火堆或燃烧废旧轮胎，产生大量的烟幕，使许多精确制导炸弹失去目标而自行坠落。

其实，烟幕的前身是自然雾，利用自然雾最经典一例莫过于诸葛亮的“草船借箭”。然而自然雾并不是什么时候需要就能“光临”。于是，人工发烟剂得以发明和广泛运用。发烟剂是指用于构成烟幕的化学物质。通常使用发烟炮弹、发烟火箭弹、发烟航空炸弹、发烟罐和发烟车等使发烟剂成为烟幕。

发烟剂的分类方法较多，按其形成烟幕过程中发生化学反应或是物理变化，分为烟火型发烟剂和非烟火型发烟剂。按其形态可分为液体发烟剂和固体发烟剂。本文就常见发烟剂的化学组成和成烟过程作一些介绍。

1 液体发烟剂

1．1 三氧化硫—氯磺酸发烟剂

该发烟剂是一种吸湿性酸性液体发烟剂，前苏联称C－4发烟剂,美国称FS 发烟剂。由三氧化硫（SO3）溶于氯磺酸（SO2OHCl）而制得。无色，易挥发，在空气中能强烈发烟的液体。液体由发烟装置向空中喷洒后，会形成HCl气体和H2SO4蒸气。HCl气体吸湿性小，不能生成酸雾，不起发烟作用。而H2SO4蒸气冷却后凝成硫酸雾，从而构成烟幕。由于酸雾烟幕刺激呼吸器官和皮肤，对装备有腐蚀作用，已很少使用。

1．2 四氯化钛（TiCl4）发烟剂

该发烟剂称“FM发烟剂”。为无色或淡黄色液体。装置于烟幕布洒器、发烟炮弹和发烟航空炸弹中。四氯化钛（TiCl4）经喷洒或爆炸分散在潮湿空气中水解成二氧化钛（（TiO2））和氯化氢（HCl）而形成烟幕，类似的还有四氯化硅、四氯化锡。

1．3 水发烟剂

在大气中形成气雾状的水。水蒸气和水粒子能强烈散射和吸收红外线。约15 μm厚的水膜可将波长10 μm的电磁辐射衰减50％。水资源较广，可采用锅炉蒸气喷放或将水喷雾形成水烟幕。

2 固体发烟剂

2．1 蒽混合发烟剂

该发烟剂组分为：蒽（C14H10）、氯化铵（NH4Cl）和氯酸钾(KClO3)。发烟时，点火加热使氯酸钾分解生成氧气，氧气与一部分蒽发生燃烧反应，产生热量，周围温度升高到400～500℃。在高温条件下，氯化铵和剩余的蒽升华为气体，气体在空气中遇冷后又凝华为蒽和氯化铵固体微粒。另外，少部分氯化铵分解成氨气和氯化氢气体，这两种气体遇冷后又形成氯化铵固体微粒。上述固体微粒就构成了白色的固体烟幕。可装填于发烟罐、发烟筒中使用。

2．2 金属氯化物发烟剂

有些金属氯化物的沸点相对较低，如ZnCl2、CuCl2、AlCl3，这些物质的蒸气能吸收大气的水分而形成灰白色烟幕。但直接升华金属氯化物是十分困难的。通常的方法（以生成ZnCl2为例）：将氧化锌（ZnO）、铝粉(Al)和六氯乙烷（C2Cl6）混合，点燃加热发生“铝热反应”，产生大量热量和单质锌；利用热效应，锌与六氯乙烷进一步发生化学反应，生成氯化锌蒸气，蒸气冷却后形成固体烟幕。可装填于发烟手榴弹、发烟炮弹中使用。该发烟过程的化学反应如下：

2．3 信号发烟剂

信号发烟剂可以形成红、黄、橙、紫、绿等多种颜色烟幕，用以传递联络信号或指示目标。信号发烟剂的组分为：可燃剂（硫黄粉或蔗糖）；氧化剂（氯酸钾）；冷却剂（碳酸氢钠）；成色剂等。如产生红色烟幕的日罗蓝红、1甲氨基蒽醌，产生绿色烟幕的金丝雀黄、次甲蓝等，产生黄色烟幕的金丝雀黄、盐基槐黄等，产生蓝色烟幕的次甲蓝、酞青蓝等，产生紫色烟幕的1甲氨基蒽醌、1,4二氨基2,3二羟基蒽醌。

发烟时，使用氯酸钾与可燃物（硫黄粉或蔗糖）作用产生热效应，有机染料在一定温度下升华得到有色烟幕。如果用硫黄粉作可燃物，需加入一定量碳酸氢钠作冷却剂和消焰剂。

2．4 干扰发烟剂

干扰发烟剂是指能干扰红外、激光、微波等电磁波的发烟剂。众所周知，当今的军事领域广泛采用高科技侦察探测技术、精确制导技术、激光技术和夜视技术等，那么，极为普通的烟幕何以能与高技术武器相抗衡？

烟幕抗衡高技术武器的作战原理，就是在目标背景之间构成人工的混浊大气层，这种大气层中含有大量对各类电磁波具有强烈吸收和散射作用的微粒，这些微粒可以对电磁波造成衰减，使得高技术武器的作战效能大打折扣［2］。正如前文提及，点燃旧轮胎，这种简单而廉价的“黑烟”就能让精确制导武器无所“视”从。不难预见，未来的战场将会更加“烟幕弥漫”。常见的干扰发烟剂有：

2．4．1 粉末发烟剂

以金属粉或无机化合物粉末为主要组分的发烟剂。包括铜粉、铝粉、锌粉、石墨粉和镀金属纤维丝等。通常采用喷洒或爆炸分散方法在大气中形成烟幕，用于干扰红外和微波等。

2．4．2 有机发烟剂

利用各类可发泡的高分子材料制成的发烟剂。通常用环氧树脂、酚醛树脂和聚乙烯树脂等有机材料，根据树脂热气流在冷空气中凝聚的作用原理，使树脂热气流在冷空气中雾化，这样产生的泡沫塑料便在空气中呈悬浮状态，形成高浓度烟幕。这种烟幕中微粒会对电磁波产生吸收、反射和散射作用，这种电磁波的衰减可使雷达探测系统造成迷茫［3］。雷达被人们誉为国防上的“千里眼”，广泛运用于预警、火控、侦察、导航、通信、电子战等军事领域。烟幕让“千里眼”落入“盲区”。

参考文献

［1］杨仕芳.烟幕使用战例.北京：解放军出版社，1998:33-36

［2］沈震夏.国外核生化防护与训练.北京：解放军出版社，2002：86-92 ［3］郭胜伟.高技术战场“软胄甲”：烟幕.解放军报，2004-8-10