火药最早是由中国人发明制造的,当初主要用作医药。据《本草纲目》记载,火药有去湿气、除瘟疫、治疮癣的作用,从火药中的“药”字即可见一斑。后来火药传至欧洲被用作军事,火药在军事上主要是作为发射枪弹、炮弹和火箭的能源以及某些驱动装置和抛射装置的工作能源。通常将发射枪、炮弹丸的火药称为发射药,将推进火箭、导弹的火药称为固体推进剂。
发射药装在子弹壳或炮弹壳内并被密封,使用时扣动枪的扳机或拉动炮栓(迫击炮弹在炮管中下降过程中直接撞击底座金属尖而引爆),密封的火药经撞击爆炸,通过燃烧将火药的化学能转化为热能,再通过高温高压气体的膨胀,将热能转化为弹丸或炮弹的动能,将子弹头或炮弹头(内还装有炸药)发射出去。
炸药是能起爆炸作用的一种火药。在军事上可用来装填炮弹、航空炸弹、导弹、地雷、水雷、鱼雷、手榴弹等,起杀伤和爆破作用。炸药在弹体内爆炸时,瞬间产生的高温、高压气体急速膨胀,破坏弹体或容器,产生高速飞散的碎片,从而杀伤有生目标。同时,产生的爆炸冲击波可破坏工事、建筑物等。另外,若能产生聚能效应还可穿透装甲目标。
在火药和炸药的爆炸过程中,热量是发生爆炸的动力;反应时间极短是发生爆炸的必要条件;气体产物是火药或炸药的爆炸媒介。
军事上黑色火药的成分是75%的硝酸钾、l0%的硫、l5%的木炭。黑火药极易剧烈燃烧,反应方程式如下:
可见,固体反应物产生了大量气体,燃烧产生的热又使气体剧烈膨胀,于是发生了爆炸。(www.daowen.com)
随着军事化学的发展,出现了比黑色火药爆炸威力更大的烈性炸药。烈性炸药一般是含硝基的有机化合物。最早得到应用的烈性炸药是“苦味酸”,即黄色炸药,由苯酚硝化制得,反应方程式为
硝化甘油是年轻的意大利化学家苏雷罗(A·Sobrero)在1847年在一场化学实验室的偶然事故中发现的,它后来被作为烈性炸药的主要成分(最初是作为扩充血管的药物),它由甘油(丙三醇)硝化制得,反应方程式如下:
后来又出现了TNT(三硝基甲苯)烈性炸药,现在被广泛用作军事武器中的炸药,以及衡量炸药爆炸性能的基准。它是由甲苯硝化而成的,反应方程式如下:
另外,硝铵既是一种很好的氮肥,同时也是一种烈性炸药。当它受到突然加热至高温或猛烈撞击时,会发生爆炸性分解,反应方程式如下:
值得警惧的是,国内外都发生过化肥仓库内硝铵爆炸的事故。
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