化学与社会论文

军事与化学

摘要：现代化军备竞争离不开化学的参与作为一个国家最强有力的盟友，军队的强弱将直接关系到国与国之间合作的姿态，因此军备竞争成为了国家之间竞争的主要形式。所以，如何研制出更先进的装备成为了重中之重。

关键词：军事材料钛合金化学四弹化学武器炸药

一.钛合金的应用

利用化学方法高效提取金属成为了现代军备竞争中重要的一环，这里就不得不提到了第三金属—钛。在

地壳中，钛的储量仅次于铁、铝、镁，居第四位。由于钛具有熔点高、比重小、比强度高、韧性好、抗疲劳、耐腐蚀、导热系数低、高低温度耐受性能好、在急冷急热条件下应力小等特点，其商业价值在二十世

纪五十年代开始被人们认识，被应用于航空、航天等高科技领域。随着不断向化工、石油、电力、海水淡化、建筑、日常生活用品等行业推广，钛金属日益被人们重视，被誉为“现代金属”和“战略金属”，是

提高国防装备水平不可或缺的重要战略物资.由于在常温下，钛不怕王水和稀硝酸腐蚀，不怕常温海水腐

蚀且没有磁性，所以人们更偏向用其作为潜水艇以防止磁性水雷的攻击。

钛元素发现于1789年，1908年挪威和美国开始使用硫酸法制作钛白，直到1910年在实验室中用钠法

制得了海绵钛，1948年美国杜邦公司才用镁法成吨制造海绵钛，标志着钛工业化生产的开始。

其反应过程如下：TiO2+Cl2→TiCl4+O2 TiCl4+2Mg→Ti+2MgCl2

1.空军方面

钛合金具有较高的抗拉强度（441~1470兆帕），较低的密度（4.5g/cm3），优良的抗腐蚀性能和在

300~550o C温度下有一定的高温持久强度和很好的低温冲击韧性，是一种理想的轻质结构材料。钛合金具

有超塑性的功能特点，采用超塑成形－扩散连接技术，可以以很少的能量消耗和材料消耗将合金制成形状

复杂和尺寸精密的制品。因此钛合金在航空工业中的应用主要是制作飞机的机身结构件、起落架、支撑梁、发动机压气机盘、叶片和接头等；在航天工业中，钛合金主要用来制作承力构件、框架、气瓶、压力容器、涡轮泵壳、固体火箭发动机壳体及喷管等零部件。50年代初，在一些军用飞机上开始使用工业纯钛制造

后机身的隔热板、机尾罩、减速板等结构件；60年代，钛合金在飞机结构上的应用扩大到襟翼滑轧、承

力隔框、起落架梁等主要受力结构中；70年代以来，钛合金在军用飞机和发动机中的用量迅速增加，从

战斗机扩大到军用大型轰炸机和运输机，它在F14和F15飞机上的用量占结构重量的25%，在F100和

TF39发动机上的用量分别达到25%和33%；80年代以后，钛合金材料和工艺技术达到了进一步发展，一架

B1B飞机需要90402公斤钛材。现有的航空航天用钛合金中，应用最广泛的是多用途的a+b型Ti-6Al-4V

合金。近年来，西方和俄罗斯相继研究出两种新型钛合金，它们分别是高强高韧可焊及成形性良好的钛合

金和高温高强阻燃钛合金，这两种先进钛合金在未来的航空航天业中具有良好的应用前景。

2.陆军方面

随着现代战争的发展，陆军部队需求具有威力大、射程远、精度高、有快速反应能力的多功能的先进加

榴炮系统。先进加榴炮系统的关键技术之一是新材料技术。自行火炮炮塔、构件、轻金属装甲车用材料的

轻量化是武器发展的必然趋势。在保证动态与防护的前提下，钛合金在陆军武器上有着广泛的应用。155

火炮制退器采用钛合金后不仅可以减轻重量，还可以减少火炮身管因重力引起的变形，有效地提高了射击

精度；在主战坦克及直升机－反坦克多用途导弹上的一些形状复杂的构件可用钛合金制造，这既能满足产

品的性能要求又可减少部件的加工费用。比如我国已经成功研制了83-1型和83-2型两种迫击炮都广泛采

用了钛合金，将全炮重量降低到18.1公斤，极大的方便了小范围袭扰战的开展。

二.军事四弹

1.烟幕弹

烟雾弹是一种非致命性的武器，除非不正确的使用才会造成损伤。通常，烟雾弹内部包含了一个金属容器，以及几个专为放出气体所制造的孔眼（位置在於烟雾弹的头尾两端）。其钢铁容器能够容纳250至

350克的有颜色气体（是一种由红、绿、黄、紫四种颜色混合的混合物，用硝酸钾、乳糖和染料制成）。

释放出烟雾弹的时候会产生放热反应，而且容器的内部亦会变得异常烫人，尽管烟雾弹里的烟雾已经喷尽。另一种烟雾弹是较为有爆炸性的，内部成分主要是白磷。这种烟雾弹一旦与空气接触的话，就会立即引爆，还会散发出一种显眼的黄色火花，并且附带着大量的白色烟雾（五氧化二磷）。同时，使用者也必须

注意当时的风向，以免烟雾飘向和预计相反的方向。

不过，随着科技的发展，又新产生了一种烟雾弹，它内部的主要成分与蜡烛油的成分类似。这种烟雾弹

在燃放后产生的主要成分就是H2O和CO2，对环境及人体的危害微乎极微。如消防演习用的S-3500、飞行表演用的F-800等都是这种烟雾弹的代表。随着人类对自身健康以及生活环境的越来越重视，老式的烟雾

弹正在逐步被这种无毒无污染的新能源类烟雾弹所替代。

2.照明弹

照明弹内部有一个特别的照明装置，里面装着照明剂。它包含金属可燃物、氧化物和粘合剂等数种物质。金属可燃物主要用镁粉和铝粉制成。镁粉和铝粉燃烧时，能产生几千度的高温、发射出耀眼的光芒。氧化

物是硝酸钡或硝酸钠，它们燃烧时能放出大量的氧气，加速镁、铝粉燃烧，增强发光亮度。粘合剂大都采

用天然干性油、松香、虫胶等原料制成，它能将药剂粘合在一块，起缓燃作用，保证照明剂有一定的燃烧

时间。照明剂放在照明剂盒内，盒的下端连接有降落伞。

照明弹还配有时间引信和抛射药。当弹丸飞到预定的空域时，时间引信开始点火，引燃抛射药，点燃照

明剂，抛射药产生的气体压力将照明剂和降落伞抛出弹外，降落伞可在空气阻力作用下张开，吊着照明盒

以每秒5—8米的速度徐徐降落、燃烧，使白炽的光芒射向大地。

3.燃烧弹

用一种粘合剂与汽油粘合成胶装物，可制成凝固汽油弹。有的凝固汽油弹里添加活泼的碱士金属。钾、

钙和钡一遇水就激列反应产生具可燃性，可爆物的氢气：2K＋2H2O== 2KOH＋H2↑ Ba＋2H2O==Ba（OH）

2＋H2↑。这样就能发现和攻击对方水中的目标。

4.信号弹