第2章 弹药的起爆机理讲解
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2.2 热起爆机理
莱第尔、罗伯逊将热爆炸理论应用于凝聚炸药的 起爆研究中，提出了热点学说，揭示了撞击、摩 擦、发射惯性力等机械作用下炸药激发爆炸的机 理和物理本质。
热爆炸理论可分为定常热爆炸理论和非定常热爆 炸理论。
定常热爆炸理论研究的重点是发生热爆炸的条件， 而非定常热爆炸理论则是重点研究具备热爆炸条 件后，过程发展的速度。
度可以用Arrhenius(阿累尼乌斯)公式来表示，即：
……(2Q)1 m • q • A • exp Ea RT
式中 m ——炸药质量； Ea ——炸药活化能； R ——气体常数。
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论 由（2）式可知，炸药进行放热化学反应而产生
的热量与温度的关系符合指数曲线，该曲线称 为得热线，如图6-2所示。
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
Tc Tc T02 表示热爆炸前的升温情况。
从数学上看，切点必须满足两个条件，即不但Q1 和Q2在该点的数值相等，且两条曲线的斜率也相 等，即
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
如果炸药周围环境的温度T0＝T03，从图7－4 可知，得热曲线在失热曲线的上方。在此种 情况下，炸药处于任何温度时都因Q1>Q2，温 度不断升高，最后导致热爆炸。
当周围环境的温度T0＝T02时，这时失热曲线 与得热曲线相切于B点，对应的温度为Tc。开 始得热大于失热，温度升高，Q1和Q2都增加。 当到达切点Tc时，Q1＝Q2，建立起热平衡。 如果某些偶然因素导致炸药的温度升高，由 于Q1>Q2，反应速度就会急剧增加，直至爆炸。
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2.2 热起爆机理
定常热爆炸理论又可分为两种情况：均匀温度 分布和不均匀温度分布。
均温分布：容器中炸药各处温度均相等。 不均温分布：炸药各处温度有一分布，中部温
度最高，沿半径方向向外逐渐降低，壁面处温 度最低。
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
在单位时间里系统因热传导而散失的热量为：
……(3) Q2 ST T0
式中 ——导热系数；S——传热面积；
T0 ——环境温度。 而（3）式为一条直线，称为失热线，如图6-3所示。
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
图6-3 失热曲线
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
图6-4炸药得热和失热的三种情况
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
当炸药的初温等于周围环境的温度，即Ti T0 T01 时，炸药因化学反应而产生的热量大于散失的热量，
Q1>Q2，温度自动升高，得热和失热都增加，但 从图中可见在此温度范围内失热增加比得热情况 增加要快。 当温度升高到A点的位置时，Q1＝Q2，温度也会 自动调节降低趋于A点。
谢苗诺夫建立了混合气体的热自动点火的热爆 炸理论。它的基本观点是：在一定条件（温度、 压力及其它条件）下，若反应放出的热量大于 热传导所散失的热量，混合气体就会发生热积 累，从而使反应自动加速，最后导致爆炸。
弗兰克-卡曼涅斯基发展了定常热爆炸理论， 考虑了温度在反应混合气体中的空间分布问题。
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2.1 基本概念
同一种装药激起起爆所需要的某种形式的能量不 是一个严格固定的值。它随加载方式、加载速度 的不同而不同。例如，突然加压的起爆能量比缓 慢加压的起爆能量要小。
同一种炸药对不同初始冲能的感度之间没有一定 的当量关系。例如，叠氮化铅对机械能比对热能 要敏感，而斯蒂夫酸铅则相反。
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2.1 基本概念
2、起爆冲能 把使炸药起爆所需的外界作用的临界能量，
称为初始冲能或起爆冲能。 起爆炸药的能量越小，则表明炸药越敏感，
即感度越大。 起爆炸药的能量越大，则表明炸药越钝感，
即感度越小。
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2.1 基本概念
3、感度的分类 根据外界作用能量形式的不同，感度可分为：
加热感度、火焰感度、撞击感度、摩擦感度、 针刺感度、冲击波感度、光感度、静电感度等。 各种炸药对不同形式的初始冲能具有一定的选 择性。例如太安（PETN）、特屈儿（Tetryl） 对冲击波的作用很敏感，所以一般常用来作传 爆药柱；而斯蒂夫酸铅对火焰作用很敏感，所 以常用在火焰雷管中作第一装药。
2.1 基本概念
炸药在外界作用下可激发爆炸，那么外界作用是 怎样激发炸药的？其化学物理过程的本质是怎样 的？
研究炸药的起爆机理及感度，对于炸药的安全存 储、运输、加工处理，以及炸药的使用，都具有 很重要的意义。
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2.2 热起爆机理
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2.2 热起爆机理
炸药在热作用下发生爆炸的理论探索是从爆炸 气体混合物热爆炸问题的研究开始的。
Q2
Q1
Ti
空
气
T0
加热室 炸药
图6-1
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
首先，炸药在温度T时，单位时间里由于发生化学反应 而放出的热量为Q1，此热量与单位质量的炸药产生的热 量q（J/kg）和化学反应速率W(kg/s)有关，即
……(1)
Q1 q •W
并认为初始分解过程属于单分子分解反应，化学反应速
第2章 炸药的起爆机理
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主要内容
2.1基本概念 2.2热起爆机理 2.3机械作用起爆机理 2.4冲击波起爆机理
2
2.1 基本概念
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来自百度文库
2.1 基本概念
1、感度(Sensitivity) 炸药虽然是一种能够发生爆炸变化的物质，
但在通常条件下是处于相对稳定状态的。欲 使炸药发生爆炸变化，必须给予一定的外界 作用，使其失去稳定。 这种由稳定状态到失去稳定状态的转变过程， 就是炸药的起爆过程。 炸药在外界作用下发生爆炸的难易程度称为 炸药的敏感度或炸药的感度(Sensitivity) 。
基本假设： （1）炸药各处温度相同。 （2）环境温度T0＝常数。 （3）炸药达到爆炸时的炸药温度T大于T0，但两者
差值（T-T0）不大。 谢苗诺夫提出了一个热爆炸的基本模型，用这个
模型可以简单而明确地说明炸药热爆炸现象与自 身化学反应和外界热作用之间的相互关系。如图 6-1所示。
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
2.2 热起爆机理
莱第尔、罗伯逊将热爆炸理论应用于凝聚炸药的 起爆研究中，提出了热点学说，揭示了撞击、摩 擦、发射惯性力等机械作用下炸药激发爆炸的机 理和物理本质。
热爆炸理论可分为定常热爆炸理论和非定常热爆 炸理论。
定常热爆炸理论研究的重点是发生热爆炸的条件， 而非定常热爆炸理论则是重点研究具备热爆炸条 件后，过程发展的速度。
度可以用Arrhenius(阿累尼乌斯)公式来表示，即：
……(2Q)1 m • q • A • exp Ea RT
式中 m ——炸药质量； Ea ——炸药活化能； R ——气体常数。
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论 由（2）式可知，炸药进行放热化学反应而产生
的热量与温度的关系符合指数曲线，该曲线称 为得热线，如图6-2所示。
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
Tc Tc T02 表示热爆炸前的升温情况。
从数学上看，切点必须满足两个条件，即不但Q1 和Q2在该点的数值相等，且两条曲线的斜率也相 等，即
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
如果炸药周围环境的温度T0＝T03，从图7－4 可知，得热曲线在失热曲线的上方。在此种 情况下，炸药处于任何温度时都因Q1>Q2，温 度不断升高，最后导致热爆炸。
当周围环境的温度T0＝T02时，这时失热曲线 与得热曲线相切于B点，对应的温度为Tc。开 始得热大于失热，温度升高，Q1和Q2都增加。 当到达切点Tc时，Q1＝Q2，建立起热平衡。 如果某些偶然因素导致炸药的温度升高，由 于Q1>Q2，反应速度就会急剧增加，直至爆炸。
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2.2 热起爆机理
定常热爆炸理论又可分为两种情况：均匀温度 分布和不均匀温度分布。
均温分布：容器中炸药各处温度均相等。 不均温分布：炸药各处温度有一分布，中部温
度最高，沿半径方向向外逐渐降低，壁面处温 度最低。
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
在单位时间里系统因热传导而散失的热量为：
……(3) Q2 ST T0
式中 ——导热系数；S——传热面积；
T0 ——环境温度。 而（3）式为一条直线，称为失热线，如图6-3所示。
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
图6-3 失热曲线
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
图6-4炸药得热和失热的三种情况
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
当炸药的初温等于周围环境的温度，即Ti T0 T01 时，炸药因化学反应而产生的热量大于散失的热量，
Q1>Q2，温度自动升高，得热和失热都增加，但 从图中可见在此温度范围内失热增加比得热情况 增加要快。 当温度升高到A点的位置时，Q1＝Q2，温度也会 自动调节降低趋于A点。
谢苗诺夫建立了混合气体的热自动点火的热爆 炸理论。它的基本观点是：在一定条件（温度、 压力及其它条件）下，若反应放出的热量大于 热传导所散失的热量，混合气体就会发生热积 累，从而使反应自动加速，最后导致爆炸。
弗兰克-卡曼涅斯基发展了定常热爆炸理论， 考虑了温度在反应混合气体中的空间分布问题。
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2.1 基本概念
同一种装药激起起爆所需要的某种形式的能量不 是一个严格固定的值。它随加载方式、加载速度 的不同而不同。例如，突然加压的起爆能量比缓 慢加压的起爆能量要小。
同一种炸药对不同初始冲能的感度之间没有一定 的当量关系。例如，叠氮化铅对机械能比对热能 要敏感，而斯蒂夫酸铅则相反。
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2.1 基本概念
2、起爆冲能 把使炸药起爆所需的外界作用的临界能量，
称为初始冲能或起爆冲能。 起爆炸药的能量越小，则表明炸药越敏感，
即感度越大。 起爆炸药的能量越大，则表明炸药越钝感，
即感度越小。
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2.1 基本概念
3、感度的分类 根据外界作用能量形式的不同，感度可分为：
加热感度、火焰感度、撞击感度、摩擦感度、 针刺感度、冲击波感度、光感度、静电感度等。 各种炸药对不同形式的初始冲能具有一定的选 择性。例如太安（PETN）、特屈儿（Tetryl） 对冲击波的作用很敏感，所以一般常用来作传 爆药柱；而斯蒂夫酸铅对火焰作用很敏感，所 以常用在火焰雷管中作第一装药。
2.1 基本概念
炸药在外界作用下可激发爆炸，那么外界作用是 怎样激发炸药的？其化学物理过程的本质是怎样 的？
研究炸药的起爆机理及感度，对于炸药的安全存 储、运输、加工处理，以及炸药的使用，都具有 很重要的意义。
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2.2 热起爆机理
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2.2 热起爆机理
炸药在热作用下发生爆炸的理论探索是从爆炸 气体混合物热爆炸问题的研究开始的。
Q2
Q1
Ti
空
气
T0
加热室 炸药
图6-1
15
2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
首先，炸药在温度T时，单位时间里由于发生化学反应 而放出的热量为Q1，此热量与单位质量的炸药产生的热 量q（J/kg）和化学反应速率W(kg/s)有关，即
……(1)
Q1 q •W
并认为初始分解过程属于单分子分解反应，化学反应速
第2章 炸药的起爆机理
1
主要内容
2.1基本概念 2.2热起爆机理 2.3机械作用起爆机理 2.4冲击波起爆机理
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2.1 基本概念
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来自百度文库
2.1 基本概念
1、感度(Sensitivity) 炸药虽然是一种能够发生爆炸变化的物质，
但在通常条件下是处于相对稳定状态的。欲 使炸药发生爆炸变化，必须给予一定的外界 作用，使其失去稳定。 这种由稳定状态到失去稳定状态的转变过程， 就是炸药的起爆过程。 炸药在外界作用下发生爆炸的难易程度称为 炸药的敏感度或炸药的感度(Sensitivity) 。
基本假设： （1）炸药各处温度相同。 （2）环境温度T0＝常数。 （3）炸药达到爆炸时的炸药温度T大于T0，但两者
差值（T-T0）不大。 谢苗诺夫提出了一个热爆炸的基本模型，用这个
模型可以简单而明确地说明炸药热爆炸现象与自 身化学反应和外界热作用之间的相互关系。如图 6-1所示。
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论