黑火藥延期藥制造第十章

第一節(jié)黑火藥制造

黑火藥的發(fā)展及用途孫思邈發(fā)明現(xiàn)在主要用途：延期藥（秒級(jí)）導(dǎo)火索點(diǎn)火藥鞭炮、火焰、狩獵等工程上可用于采石形狀有粉狀，粒狀等，導(dǎo)火索使用粉狀。

組分及分類：i)組成①氧化劑：硝酸鉀②可燃劑：木炭、硫硫還有其它作用：⑴粘合劑的作用⑵提高黑火藥的熱感度⑶阻止燃燒時(shí)產(chǎn)生有毒物質(zhì)(CO、KCN)碳與硝酸鉀作用，硫可起到接觸劑的作用，使黑火藥發(fā)火點(diǎn)降低，火焰感度提高。有硫時(shí)生成，有防止生成K、KCN、CO。提高熱感度原因：有S：

(反應(yīng)溫度較低)無(wú)S：(反應(yīng)溫度較高)因?yàn)镃氧化是借助、進(jìn)行的

阻礙有毒物生成的原因：

無(wú)S時(shí)：

高溫汽化

有S時(shí)：生成

無(wú)K不能生成KCN，CO生成量也減少。

黑火藥的典型配比：硝酸鉀75%，炭15%，硫10%

黑火藥分類

①導(dǎo)火索用藥②礦用藥（采石）③發(fā)射藥④點(diǎn)火藥黑火藥性理化性質(zhì)：外觀黑色75～80%（黑炭藥，碳80～85%）黑灰色（褐炭藥，碳70～75%）60～70%

灰色栗炭藥，碳50～55%

有粉狀及粒狀（豆形，方形，棱形等）

吸濕性：

有吸濕性，水分>2%

燃速急速下降；水分>15%

不燃。假密度：與配比及粒度有關(guān)。典型配比，粉狀藥假密度為0﹒35克/厘米3

化學(xué)安定性：常溫干燥時(shí),長(zhǎng)存不變.(國(guó)外存200年不變)

與金屬無(wú)作用，70℃以上硫揮發(fā)(少量)，

100℃以上硫熔融。爆炸性質(zhì)

①

分解反應(yīng)式(代表式)

②

爆炸物理參數(shù)

爆速(標(biāo)準(zhǔn)配比)，300～400m/s

威力小,約為TNT的10%(約28毫升)

爆發(fā)點(diǎn):粉:

265～270℃

粒:

310～315℃

燃燒溫度約1200℃

③

敏感度

a

沖擊感度

不敏感,低于TNT等。

b

摩擦感度

極不敏感,硬物間摩擦發(fā)火。

(對(duì)銅與銅摩擦感度較小)

c

熱感度

粉狀藥，火焰感度敏感。加熱感度較鈍感，爆發(fā)點(diǎn)高于黑索金(215～230℃)，低于TNT(295～300℃)。影響黑火藥燃速的因素i)配比變化對(duì)燃速的影響

①硝酸鉀加入量的影響以硝酸鉀75%，硫10%，炭15%為基礎(chǔ)。

a

硝酸鉀增大,硫不變,炭減小,燃速減小；原因：炭減少，放熱減少，燃速減?。?/p>

b

硝酸鉀減少，炭與硫增大，燃速減?。辉颍貉鯗p少，二氧化碳減少，一氧化碳增大，放熱減少，燃速減少。

②硫加入量的影響硝酸鉀不變，硫增大，炭減少，燃速減?。辉颍悍艧釡p小，燃燒熱減小。

S——２.2千卡／克Ｃ——７.８千卡／克（CO2

）

２.2千卡／克（CO

）

③木炭加入量影響硫不變炭增大，硝酸鉀減少，燃速增大；硝酸鉀不變，硫減少，炭增大，燃速增大；原因：發(fā)熱量增大（燃燒熱增加）。

木炭炭化度（含碳量）也產(chǎn)生影響.含碳量增加,燃速增加，燃燒熱增加.中等炭化度含碳70～80%,易點(diǎn)燃,雜質(zhì)較少,并含有易點(diǎn)燃的揮發(fā)物。ii)

其它因素對(duì)燃速影響①氣體壓力影響氣體降至350mmＨg，可熄滅②裝藥密度影響增大，燃速減小③水分含量影響水分＞15％可能不燃黑火藥制造工藝

要求了解：

①工藝流程簡(jiǎn)圖；

②木炭種類及對(duì)黑火藥的影響；

③原料的加工方法；

④黑火藥的混合方法；

⑤操作黑火藥安全注意事項(xiàng)。

第二節(jié)延期藥制造

延期藥用途和組成用途：控制由點(diǎn)火至爆炸時(shí)間（民用、軍用）要求：（毫秒延期）

a

燃速快而均；

b

氣態(tài)產(chǎn)物少；

c

易點(diǎn)燃，機(jī)械感度低；

d

性質(zhì)安定，不與殼體起變化；

e

原料豐富，加工容易；

基本組成：氧化劑、可燃劑、燃速調(diào)整劑和粘合劑。

（1）氧化劑

①種類

氯酸鹽及過(guò)氯酸鹽類：氯酸鉀、(過(guò))高氯酸鉀(KCLO4)等。

鉻酸鹽及重鉻酸鹽類：鉻酸鋇、重鉻酸鋇(BaCr2O7

)等。

硝酸鹽類：硝酸鉀、硝酸鈉等。

高錳酸鹽類：高錳酸鉀（KMn2O4）等。

氧化物及過(guò)氧化物類：四氧化三鉛(Pb3O4

)，過(guò)氧化鋇（BaO2）等。②

氧化劑性質(zhì)對(duì)延期藥性能影響a

熔點(diǎn)：低，燃速快，易點(diǎn)燃，感度高。高，燃速慢，難點(diǎn)燃，感度低。原因：熔點(diǎn)與分解溫度有關(guān)，高于熔點(diǎn)即分解。b

有效氧量：低，燃速慢；高，燃速快。原因：氧多氧化能力強(qiáng)。c

分解熱：放熱，燃速快，感度高。吸熱，燃速慢，感度低。原因：放熱，易分解放氧。d

分解生成物：氣體少，燃速穩(wěn)定。原因：氣體易在藥層中竄動(dòng)。e

吸濕性：易，燃速易變。原因：水分增加，燃速變慢。毫秒延期藥氧化劑選擇主要注意：燃燒速度；安定性；機(jī)械感度。（2）可燃劑

a

可燃劑的種類：金屬類：鎂、鋁、錳、鋯、鐵等。非金屬類：硅、硒、硼、碲等。硫化物類：三硫化二銻（Sb2S3）、五硫化二銻（Sb2S5）等。合金類：硅鐵（Fe-Si）、硅鈣（Ca-Si）、鎳鋯（Zr-Ni）等。

b

可燃劑性質(zhì)對(duì)延期藥性能的影響①燃燒熱：大，燃燒快（適于毫秒延期）②化學(xué)活性：活性強(qiáng)，燃速快。（要注意易氧化）③燃燒產(chǎn)物：凝聚相多，氣體少，藥劑燃速穩(wěn)定。（3）燃速調(diào)整劑（緩燃劑）

a

弱可燃劑硫化銻，放熱少，熔點(diǎn)500-550℃

Sb2S3----放熱1.4千卡/克，但與BaO2合用燃速也快。

硒熔點(diǎn)217-220℃

Se----放熱0.7千卡/克硅熔點(diǎn)低，吸熱。Si----放熱7.4千卡/克

b

弱氧化劑二氧化鉛有效氧---7﹪

鉻酸鉛有效氧---8﹪

有效氧量較少或分解溫度較高。

c

惰性物硅藻土、氟化鈣等，有吸熱、吸氣或稀釋作用。(4)粘合劑（分活性及鈍性粘合劑）

作用：造粒，流散性好，安全性好（鈍感）常用：硝化棉、蟲(chóng)膠、骨膠、聚乙烯醇等。加量不宜過(guò)多，一般在0.5%以下。有時(shí)不加，如五芯鉛管拔制。

我國(guó)延期藥發(fā)展史鉛丹—硅鐵—硫化銻鉛丹—硅—硫化銻

過(guò)氧化鋇—硫化銻

鉛丹:硅鐵=8:2或75:25（基藥）硫化銻為調(diào)整劑，外加量不大于25%。

用硅（98%）代替硅鐵（75%），易粉碎，燃速快，精度好。外加硫化銻不大于30%。過(guò)氧化鋇:硫化銻=3～4:1用改變配比及加入硅藻土調(diào)秒量，燃燒溫度低，瓦斯引爆率低。（缺點(diǎn)為燃速易變）。

國(guó)內(nèi)延期藥常用配比鉛丹︰硅多用3～5:1基藥，外加硫化銻5～30%調(diào)燃速。也可加入含硅量的5～50%硒。也可加硅藻土，氟化鈣適量。粘合劑適量（鉛管式延期元件一般不加）。生產(chǎn)中應(yīng)注意的延期藥的某些性質(zhì)

a

壓力波先行現(xiàn)象壓力波先行于燃燒波，速度為燃燒波10倍以上。壓力波形成：藥頭燃燒氣體，分解氧等。壓力不同會(huì)對(duì)燃速產(chǎn)生影響。

b

層狀龜裂及振動(dòng)燃速現(xiàn)象延期藥為薄層狀燃燒，易被分解推動(dòng)形成龜裂。藥層厚度0.2～0.4mm

龜裂寬度

0.1～0.2mm“忽明忽暗”現(xiàn)象

c

減小龜裂及振動(dòng)燃燒辦法：

①密度要大；

②可燃劑顆粒要?。?/p>

③卡口嚴(yán)密；

④分解氧不易過(guò)多；

⑤氣體產(chǎn)生少。影響延期藥燃燒性能的因素

(1)

原料純度影響

①鉛丹純度：純度高，燃速快，精度好。原因：純度高，含氧多，易分解。

②硅純度：純度高，燃速快，精度好。原因：含鐵少，易粉碎，細(xì)度高。

③調(diào)整劑純度：純度高，調(diào)整作用顯著。

(2)

原料細(xì)度影響細(xì)度高，燃速快，精度好。（細(xì)而均）原因：可燃劑細(xì)，燃燒易。氧化劑分解放氧易，細(xì)度影響小。⑶混合均勻度影響混合時(shí)間長(zhǎng)，均勻度增加，燃速增加，精度提高。原因：組分分散均勻，并有磨細(xì)作用。⑷延期藥密度影響密度大，燃速慢，精度高。原因：龜裂減小，振動(dòng)燃燒減弱，在=3克/以上，壓藥壓力800公斤/

⑸延期藥藥量及裝藥長(zhǎng)度影響藥量增加，藥高增加，藥柱長(zhǎng)度增加。燃燒時(shí)間變長(zhǎng)，精度相對(duì)提高。原因：由藥高造成的誤差相對(duì)下降。中原正二研究：點(diǎn)火后在1mm厚度同時(shí)燃燒，在2mm處正常燃燒，藥高h(yuǎn)＜2mm可擊穿，不起延期作用，所以藥高不得小于3mm。

⑹

延期藥濕度影響

含水量增加，燃速變慢，不大于0.1%

⑺

引火藥頭藥量影響（氣室壓力30

公斤/以上）藥頭大，點(diǎn)火力強(qiáng)，著火延滯期短，氣室壓力大，燃速快。

⑻裝藥直徑影響直徑小，燃速慢。直徑超過(guò)一定值，即極限直徑后，不明顯；如小于臨界直徑，燃燒會(huì)熄滅。

延期藥的敏感度：

沖擊感度較鈍感；摩擦感度極敏感；