[科普中國]-猛度

簡介

猛度是用來衡量爆轟產(chǎn)物粉碎與其接觸(或接近)的介質(zhì)的能力，可用爆轟產(chǎn)物作用在與爆轟傳播方向垂直的單位面積上的沖量(比沖量)表示。炸藥的猛度大小與炸藥爆炸時能量是否集中釋放出來有關(guān)，炸藥爆炸完成的時間愈短，則能量就能集中釋放，對周圍的沖擊力量就愈大，破碎的作用也就愈大。炸藥爆炸完成的時間長短，取決于炸藥的爆速。由此可知，影響炸藥猛度的主要是爆速。

國內(nèi)外關(guān)于炸藥猛度測定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)早已出臺并逐步完善，測定炸藥猛度的方法有鉛柱壓縮法(又稱赫斯試驗，Hess test)、銅柱壓縮法(又稱卡斯特試驗，Kast test)、平板炸坑試驗及彈道擺(猛度擺)1。

點火方式對被測藥劑猛度的影響選用兩種點火方式對被測藥劑進(jìn)行引爆，即電點火頭和電雷管。發(fā)現(xiàn)采用電點火頭只能使被測藥劑發(fā)生燃燒或者爆燃，鉛柱高度基本無變化，而采用電雷管則可使被測藥劑發(fā)生爆炸，進(jìn)而形成穩(wěn)定爆轟，導(dǎo)致鉛柱高度發(fā)生明顯變化。

以上現(xiàn)象主要是由于煙火藥自身物質(zhì)結(jié)構(gòu)與炸藥有極大差別，而且反應(yīng)速率及反應(yīng)劇烈程度均沒有炸藥強(qiáng)，所以煙火藥由燃燒轉(zhuǎn)爆轟所需點火能量也較大。農(nóng)業(yè)部出臺的關(guān)于部分煙火藥猛度測試標(biāo)準(zhǔn)NY/T1255—2006 中使用點火頭點火起爆，但必須對被測煙火藥劑進(jìn)行預(yù)先壓制來提高其密度，以降低點火能量。預(yù)先壓制煙火藥劑環(huán)節(jié)無形中增添了實驗過程存在的安全隱患2。

藥劑種類對猛度的影響分別對表2中的5種煙火藥進(jìn)行猛度測試，鉛柱高度測量4次取平均值，單發(fā)實驗重復(fù)兩次取平均值。為了提高實驗結(jié)果的可比較性及降低實驗系統(tǒng)誤差，采用8#電雷管進(jìn)行實驗，得出鉛柱壓縮基準(zhǔn)值。結(jié)果見表3。

由表3可以看出，5種煙火藥中，雷藥所造成的鉛柱壓縮值最大，其次為白色藥和黑火藥，紅光劑(粉)和笛音劑壓縮值最小。煙火藥主要由可燃物和氧化劑組成，為了適應(yīng)實際使用的需求，可以通過功能添加劑達(dá)到特殊效果，例如顯色劑、音響劑及煙霧劑等。雷藥、白色藥和黑火藥的配方中，高氯酸鉀和硝酸鉀作為氧化劑，木炭、硫磺、金屬粉及合金粉作為可燃物質(zhì)或顯色物質(zhì)。然而，由于鎂鋁合金熔點為460℃，而Mg和Al的熔點均在650℃左右，故鎂鋁合金金屬可燃劑與氧化劑組成的混合物遠(yuǎn)比單一的Mg和Al金屬可燃劑與氧化劑組成的混合物穩(wěn)定得多。雷藥與白色藥相比，雷藥中不僅含有鎂鋁合金，而且含有一定比例的AJ粉，故其爆炸后威力最大。此外，白色藥中的樹脂作為粘結(jié)劑出現(xiàn)，在一定程度上也起到減緩藥劑燃速和降低藥劑敏感度的作用。黑火藥與白色藥和雷藥相比，成分中不含單質(zhì)或合金金屬物質(zhì)，故其爆炸威力較小。紅光劑(粉)中添加了燃燒后發(fā)出紅光的碳酸鍶以及粘結(jié)劑聚氯乙烯和酚醛樹脂，笛音劑中添加了產(chǎn)生嘯聲效果的苯甲酸鉀，由于功能添加劑和粘結(jié)劑在很大程度上降低了藥劑的燃速，因此以上兩種藥劑爆炸后產(chǎn)生的鉛柱壓縮值最小3。

藥劑顆粒度對猛度的影響分別對粉狀(