发射药概述.docx

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1、发射药概述发射药通常指装在枪炮弹膛内用以发射弹丸的火药。用以发射火箭的，称火箭发射药，也称火箭燃料或火箭推进剂。发射药按其成分又可分为单基发射药（如火棉加助剂制成的火药）、双基发射药（如火棉与硝化甘油制成的火药）、三基发射药（如含火棉、硝化甘油和硝基服的火药）等。1.1 发射药的组成 组成现有发射药的化学元素主要是C、H、0、N0含这些元素的发射药，其稳定性、腐蚀性、以及感度性能都较好。含有金属和卤素的发射药，反应后形成的卤化物或金属化合物，容易损毁武器和污染环境。 但发射药组成并不局限于C、H、0、N系化合物，一些金属及氟氮，氟碳等高能量或具有高性能的化合物根据武器和装置的需要也可以应用于发

2、射药的配方中。 分子结构中含有下属基团的化合物，常作为发射药的组分：三CH、三C-N02、=N-NO2、-C）-No2、-Cle）4、一NF2、-N3、一NO3、一N二NT 含有上述基团的典型化合物有二硝基甲苯等芳香族硝基化合物；硝基服（NGU）.黑索今（RDX）、奥克托今（HMX）等硝镀化合物；丙三醇三硝酸酯（硝化甘油NG）、纤维素硝酸酯（硝化棉NC）、季戍四醇四硝酸酯（太安）等硝酸酯化合物；重氮二硝基酚、高氯酸盐、二氟氨基化合物以及聚酯等高分子化合物。与上述化合物相似的化合物或它们的混合物都有可成为发射药或发射药的组分。.例如，由单一硝化纤维素（含-0N02）组成的发射药；由氧化剂硝酸钾,

3、可燃物硫和碳组成的黑火药；由氧化剂黑索金和可燃物高分子粘合剂组成的低易损发射药；由硝化棉、硝化甘油和硝基服三种爆炸物组成的三基发射药等。在发射药的组成中必须有起氧化作用的氧化基团和起还原作用的可燃性基团。它们或以还原剂和可燃剂的混合物形式或以两类基团存在于同一化合物的形式组成为发射药。两类基团存在于同一化合物的物质也称为爆炸性化合物。在实际使用中，多以氧化剂和可燃剂组成混合物形式配置成发射药。所以，发射药的主要成分有氧化剂、可燃剂和爆炸性混合物。发射药常用的氧化剂有硝酸钾、硝酸钠、黑索今和奥克托今等；常用的可燃剂有高分子粘合剂、硫、炭黯口增塑剂苯二甲酸二丁酯，甘油三醋酸酯等,常用的爆炸性混合物

4、有硝酸肌L黑索今、奥克托今、硝化甘油、硝化棉、硝化二乙二醇等。发射药组成中的另一类重要组成部分是附加物,使用附加物的目的是调节发射药的性能和改善工艺性能。发射药使用的附加物种类很多，如降低发射药感度的石蜡、石墨、樟脑、苯二甲酸二丁酯、二氧化钛等钝感剂；用于改善力学性能的键合剂和粘合剂；用于改善燃烧性能的氧化铅、松香、硝酸钾等燃烧催化剂和消焰剂；用于改善安定性的二苯胺、中定剂等安定剂；用于调节能量性质的高能添加剂；以及用于调节加工性能的硝酸钾、凡士林、苯乙烯、卵磷酯等增孔剂、稀释剂等。氧化剂、可燃剂、爆炸性混合物、粘合剂、钝感剂、消焰剂、高能添加剂、工艺附加物、安定剂等成分，同时或部分的存在于发

5、射药中。通过对成分和质量分数的控制，调节发射药的性能，以分别满足各类武器的需要。其中有些物质可以一物多用，如硫磺既是可燃剂，又是粘合剂。1.2发射药的类型 现有发射药主要有三类： 单基药 在单基火药中，只有纤维素硝酸酯（硝化棉NC）这一种物质是含能部分，而且它的质量分数超过95%,所以该火药称为单基药。单基药中还有一种组分是安定剂，它能减缓硝化棉的热分解过程。两组分用挥发性溶剂塑化，再经过压伸成型和驱除溶剂而制成单基药。 （2）双基药 双基药是由硝化棉（NC）经过难挥发性溶剂硝化甘油（NG）、硝化二乙二醇或其它硝酸酯塑化而制成的。硝化棉和液态硝酸酯是双基药的能量组分，其爆热值为33005200

6、J/g。双基药中硝化甘油含量越高对武器的烧蚀越严重。双基药广泛的被应用于枪弓野口炮弹的发射，目前，更多地用做迫击炮和无后坐力炮的装药。 （3）三基药 三基药是在双基药的基础上加入硝基服或相类似的炸药成分而制成的。硝基服是白色结晶型固体炸药,在三基药中硝基服的质量分数为40%到55%。三基药的爆热值为32003700J/g,它对武器的烧蚀程度低于相同能量水平的单基药和双基药，主要用于大口径火炮的装药。13发射药的物理结构 单基发射药成分中仅有一种爆炸性物质，通过溶剂形式作用形成单相结构均匀的体系。 某些发射药除含有硝化棉之外，还含有爆炸性物质，通常是硝化棉的溶剂，如硝化甘油、硝化二乙二醇，或是爆

7、炸性溶剂的化合物。硝化棉与爆炸性溶剂或其混合物塑化后，分别形成为双基发射药和混合硝酸酯发射药，也是结构均匀的体系。 单基、双基和混合硝酸酯等发射药都是以硝化棉和爆炸性溶剂为主体，经塑化、密实和成型等物理及机械加工过程而制成一种近似的固体溶液。根据其结构，单基发射药、双基发射药和混合酯发射药都是均质结构形式的发射药，并通称为均质发射药。 黑火药和三基发射药是在可燃物或均质发射药的基础上加入氧化剂混合而成的。 双基发射药中加入第三种主体成分硝酸服后，成为三基发射药，硝酸服能降低发射药对炮膛的烧蚀并减少火焰和烟。 如果在均质发射药的基础上引入黑索今等硝胺炸药，即成为硝胺发射药，硝核炸药能提高发射药的

8、能量。三基和硝铁等发射药的结构不是均T本，除均质发射药相之外，还有氧化剂固体相。 黑火药是几种固体的混合物，与单基、双基、混合酯发射药不同，黑火药、三基和硝胺发射药是异质结构形式的发射药，并称为异质发射药。 发射药无论均质的还是异质的，从物理结构上看，其药体质地都是均匀致密的，能承受使用和勤务处理时可能出现的各种力的作用，具有足够的强度，保持药体不变形，不变脆，使燃烧能按垂直于燃烧表面的方向，以平行层的形式向内部自行传播,而且能在很宽的压力范围(0.1100OMpa)内稳定地进行。1.4发射药的形状发射药能量的释放速率主要取决于发射药的燃烧速度和燃烧表面积。发射药在组成和物理结构确定后，其燃烧

9、速度很难按照要求的规律去变化。但通过发射药的药型则能够改变燃烧面，基本可以按规律控制能量的释放速率，所以药型就成为目前控制发射药燃烧规律的一种简易有效的方法。12.常见的发射药形状1管状2带状3球状4七孔粒状5七子该图由mescal上传至铁血网()版权归原创者所爷回击彳认图 燃烧表面积主要取决于发射药的几何形状，其燃烧面积随时间的变化规律表现为递增,递减和恒定不变三种,一般将这三种燃烧过程相应地称为增面燃烧、减面燃烧和恒面燃烧。 在压力和燃烧速度相同的情况下，能量转化速率亦按渐增、渐减?口恒定不变的规律进行。 球状、片状、带状、环状等药形在燃烧过程中是减面的；管状药形是恒面的；多孑陶状药形是增

10、面的。 常用增面值来比较增面性的大小，增面值是燃烧过程中的燃烧面积与初始表面积的比值（os=SSO） 7孔、19孔粒状发射药是目前常用的燃面渐增性的，最大增面值分别为1.5和2.2o在燃烧分裂处。S最大，分裂点之后。S开始下降。 发射药的形状和尺寸通常是根据武器弹道性能要求设计的。弓单丸在膛内运动，膛容在不断变大的情况下，武器为了获得稳定的推进压力，希望能量转化速率亦按渐增的规律进行，但由于希望发射药快速燃完，或为了便于加工，有时也采用减面燃烧的药型。 目前多采用单孔、多孔的粒状或管状，内孔为各种形状的管状以及片状、带状、环状药型。 发射药的小药粒直径可小于Imm,大药粒直径可达几厘米。 发射

11、药配方如表2.1所示。 另有黑火药，它用于点火、抛撒和爆破。在表2.1配方中所含有的樟脑、总挥分、硫酸钾（K2SO4）、硝化棉、硝化甘油（NG）.二硝基甲苯、中定齐I、黑索今（RDX）、二苯胺、凡士林、石墨、氧化镁、硝基服（NGU）.苯二甲酸二丁酯（DBP）和冰晶石等，其各自的作用如下。g11l混合酷发射药双基发射药单基发射药一德国JA2俄HIT-3美国V6硝化棉氮量63.5(13.0)56.0(12.0)87.0(13.15)9硝化甘油14.026.5硝基服中定剂3.0(甲基)苯二甲酸二丁酯0.054.53.0冰晶石二硝基甲苯9.010.0硝化二乙二醇21.7二苯胺L0（外加）凡士林1.0石

12、墨0.05氧化镁0.7硫酸钾L0（外加）总挥分水分0.6应用于12Omm等高初速火炮130、132mm等火炮155mm等中、大口径火炮15J该图由mescal上传至铁血网（）版权归原创者所爷 （1）硝化甘油（NG）、硝化棉（NC）、硝基服（NGU）、黑索今（RDX）是爆炸性物质（含能物质）,它们的分子中间同时含有氧化性和可燃性两类基团，是发射药的主体部分，是决定能量性质的关键成分。 在发射药配方中，目前应用的含能物质是硝化棉和硝化甘油。当引入黑索今（RDX）、奥克托今（HMX）、吉纳（DINA）以及叠氮硝酸酯等其他高能物质后，可以对发射药的能量、易损性、烧蚀性甚至力学性能进行综合的调整,达到较

13、为优化的程度。 (2)硝化棉(NC)既是发射药的含能物质，也是发射药的粘合剂。 在火药加工时，硝化棉与溶剂或与硝化甘油溶解成塑溶胶，有粘合作用，其粘合性不因溶剂是否驱除而受到影响。 硫磺是黑火药的粘合剂和可燃物。 (3)二硝基甲苯、硝化甘油、苯二甲酸二丁酯(DBP)是溶解硝化棉的溶剂。 有些发挥性溶剂，如乙醇和乙醛的混合物、乙酸乙酯、丙酮等，只用于改变硝化棉物料的性质，是工艺过程的附加物,在加工的后期被驱除，总挥分时未除尽的水分和溶剂。 苯二甲酸二丁酯go是难挥发性溶剂，它们在加工后仍保留在发射药中，既是溶剂，也是降温剂和缓蚀剂； 二硝基甲苯、硝化甘油是爆炸性溶剂，与硝化棉形成力学性能较好、结

14、构均一的溶塑体。用二硝基甲苯作溶剂能防止过多的降低发射药的能量。 (4)樟脑、硫酸钾、中定剂、二苯胺，凡士林、石墨、氧化镁和冰晶石都是发射药成分中的附加物。 中定剂、二苯胺是发射药的安定剂，用于缓解发射药的自动催化反应，及时地消除热分解反应生成的催化剂N02,生成稳定的不对热分解反应施加影响的产物。 樟脑g。、中定剂、二苯胺、苯二甲酸二丁酯、二硝基甲苯等是钝感剂g。用于改变气体生成规律，使燃烧呈现渐增性。 K2SO4,冰晶石是消焰剂，能减少炮口（尾）烟、焰，能改善点火性能。 凡士林、石墨是工艺附加物，用于改善发射药加工性能。 凡士林go能减少药料对机器的粘着力和降低大分子间的摩擦力,有利于药料

15、的混合。 石墨go作光泽剂，能提高小粒药的流散性，增大装填密度和增加导电性。 双基药的工艺附加物通常是用凡士林或石蜡。 凡士林中含有不彻口键的碳氢化合物，能部分吸收火药逐渐分解出来的氧化氮，阻止火药由催化作用而造成的加速分解。 发射时,凡士林可凝结于膛壁,对下次发射起护膛作用,减弱火药对枪（炮）膛的烧蚀。 凡士林在双基药中的含量不宜过高,一般不大于2%,否则，会降低火药的能量和机械强度,影响加工压伸时的粘结性。 在双基药中一般采用二硝基甲苯（DNT）作为钝感剂。 二硝基甲苯是一种缺氧物质，可在双基药中作为降温剂；此外，也在帮助溶解低氮量硝化棉,起辅助溶剂的作用。 邻苯二甲酸二丁酯是一种负热值的

16、油状液体，它能与硝酸酯以任意比例互溶，改善硝酸酯对硝化棉的混溶性能，增加药料的可塑性,减少内摩擦，使火药结构致密，降低吸湿性。增塑剂在双基药中的含量不能太高，否则会使火药的爆温降低，影响火药的能量。 樟脑的分子式是CIOHI0。，它在单基药中作为缓燃剂（或叫钝感剂）。樟脑缺氧，多碳、氢物质，又不易燃烧，加入单基药中，能够降低单基药的燃速，改变它的燃烧特性。在步、机枪用单基药中，采取一定的工艺方法，把樟脑加入药粒，使其含量由表及里不断减少，燃烧时的燃速由表及里不断增大，形成渐猛性燃烧，这是步、机弹的弹道性能所要求的。 石墨在单基药中作光泽剂。石墨是碳的同素异构体，具有良好的导电性能。把它加在药粒表面，使药粒变得光滑，具有良好的流散性。经石墨加光的药粒有两个特性，一是能防止药粒间摩擦产生的静电集中，减少由静电导致自燃的可能性;二是使药粒之间更好地接近,装得密实,有助于提高装药量,而且便于装药。