Aceste substanțe individuale sau amestecuri capabile sub influența - orice acțiune externă (încălzire, frecare, șoc, etc.) într-o substanță chimică rapidă, auto-inmultire. reacția producând mari cantități de gaze de energie și formă. Distanța pe care se deplasează față de reacție pe unitatea de timp se numește o viteză de transformare explozivă.
Explozivii constau de obicei din carbon, hidrogen, azot și oxigen. Când explozivi se descompun, procesul de oxidare a elementelor combustibile explozive (carbon și hidrogen) oxidanti element de BB - oxigen. materie primă și oxidante Elementele explozive combustibile sunt de obicei conectate printr-un element de tampon - azot, asigură stabilitatea moleculei în stare normală. Astfel, orice BB conține componente combustibile și oxidarea, care le permite să se dezintegreze într-un mod autoîntreținută cu eliberarea de energie în absența oxigenului aer. Raportul atomilor de oxigen conținut în explozibili, la cantitatea de oxigen necesară pentru oxidarea completă a elementelor combustibile BB CO2. H2O, numit coeficient de oxigen (CC), fiind înțeles că azotul este eliberat sub formă de N2 molecular. De exemplu, descompunerea explozivă a dinitrat etilenglicol este după cum urmează:
Desigur, CC = 1 corespunde celui mai mare posibilă eliberarea de energie explozivă, și astfel puterea maximă. Când QA 1 în produsele de explozie încep să apară liberi de oxigen și de oxizi de azot. Trebuie amintit faptul că proprietățile produselor cu parametrii specifici detonarea explozivilor condensat este încă slab studiată, astfel încât calculul compoziției produselor de detonare, de obicei, este de natură ipotetică. În plus, compoziția depinde în mod esențial de condițiile exploziei, ceea ce complică și mai mult problema. În cea mai utilizată în practica pusă în aplicare CC BB individuală este mai mică decât 1. Este un motiv obiectiv legat de faptul că, într-un efort de a crește, în general, QC 1 sensibilitate explozivă la stres mecanic și, prin urmare, pericolul de manipulare. Numai în explozivii mixte, poate fi realizat datorită eterogenității CC = 1 pentru sensibilitate moderată până la factori aleatori.
Pentru explozivii tipice sunt două moduri de transformare explozive: detonare și ardere. La reacția detonație se răspândește foarte repede (într-un amestec de gaz 1.0-3.5 km / s, în stare solidă și lichidă până la 10 km / s), în funcție de natura explozivilor, încărcați proprietăți și dimensiuni. La elaborarea presiune, pentru a ajunge la explozibili solizi și lichizi de mai multe. sute de mii de atmosfere. (Tens GPa) la o temperatură de până la 4000 ° C Atunci când extinderea produselor detonante comprimate se produce explozie.
flux de detonare stabil determinat Ch. arr. procese de activare eficiente, la un moment în care energia degajată este transferată la straturile adiacente ale frontului de undă de detonare nu este descompus încă BB, în cazul în care eficiența este prea mică, atunci frontul de detonare va merge mai departe la o rată descrescătoare, și în cele din urmă du-te într-un val de sunet.
In omogene puternice explozive ce crește viteza de detonare cu o creștere a densității lor în mod obișnuit, până la maxim (vezi Fig. 1). In amoniu mixt Selitrennoe BB sau individ slab (dinitrotoluenul et al.), Viteza de variație a detonării cu creșterea densității diferite: Creșterea densității de cea mai mare parte la un anumit punct duce la o creștere a vitezei de detonare, dar o creștere suplimentară a densității vitezei de detonare începe să scadă, iar procesul poate fi destul stop (vezi Fig. 2).
Creșterea diametru de încărcare atunci când este testat pentru viteză de detonație poate deplasa punctul de inflexiune al curbelor vitezelor de detonare, în funcție de densitatea în direcția de densitate mai mare.
Figura 1. Dependența vitezei de detonare asupra densității de exploziv individuale puternice (PETN)
Figura 2. Rata detonării Amonal 80/20 (80% azotat de amoniu, 20% aluminiu) în 110mm taxele de diametru în funcție de densitatea.
Această diferență se datorează diferitelor mecanisme ale procesului de detonare. Potent exploziv frontal individual val de detonare este considerat omogen; puternic val de șoc se propagă prin taxa de comprese situată în fața straturi BB, făcându-le să încălzire și chimice transformări. Un astfel de mecanism este numit omogen detonare excitație. încălzire suficientă pentru a conduce stratul exploziv de reacție în acest caz, se estimează ar putea avea loc la viteze de detonație 6000-8000 m / s. Un procedeu omogen conform cu explozivi tipice au un grad ridicat de confluență.
La viteze mai mici, creșterea temperaturii de detonare datorită comprimării unui strat uniform dens de exploziv ușor și nu poate fi ea însăși cauza transformărilor chimice. Excitația susținut procesul de detonare la viteze mai mici sunt mult mai probabil, nu mecanismul de încălzire omogenă, și prin încălzirea focii individuale în secțiunea de încărcare explozivă, unde energia concentrată a undei de șoc. Astfel de focare pot apărea bule locale de gaz care se încălzește la comprimare la o temperatură foarte ridicată, precum și diferite tipuri de incluziuni, provocând mișcare de masă neuniformă, frecarea și astfel o încălzire locală puternică. Acest mecanism este de asemenea prezent într-o mai puțin pronunțată în cazul procesului omogen.
De asemenea, trebuie remarcat faptul că, din moment ce BB este convertit în produsele exploziei nu este instantanee, produsele comprimat de transformare explozivă în valul de detonare este mereu acolo, chiar particule de explozivi sau componentelor nereactive, care ard în jos, de ceva timp pentru a hrăni unda de șoc dumneavoastră de energie. Cu toate acestea, arderea particulelor care intră în val rarefierea este încetinit și energia lor pentru unda de șoc devine inutilă, așa-numitele apar pierderi chimice.
La inițierea detonare în taxe cilindrice prin impulsuri de standard se pare că pentru fiecare BB, în funcție de condițiile de ambalare, există așa-numitele limitând diametrul de încărcare. Odată cu scăderea diametru de încărcare limita inferioară, creșterea pierderilor din împrejurimi. impactul și vitezei de detonare este redusă, astfel încât atunci când cel mai mare diametru mai mic de așa-numitul Critic nu poate obține un proces de detonare stabil (a se vedea figura 3).
Figura 3. Dependența vitezei de detonare pe diametrul
taxa pentru „B“ a compoziției; (60/40, RDX / TNT)
Inițierea exploziv având o viteză de reacție ridicată, taxele sunt detonate într-un diametru de 0.01-0.1 mm. Pentru unele explozivi industriali grosiere (de exemplu, azotat de amoniu sau igdanit) diametrul critic poate fi de câteva zeci de centimetri. Diametrul critic este capacitatea caracteristică de a determina în mod direct detonarea explozivilor și aproape Figura întotdeauna 3. Dependența vitezei de detonare proporțională cu grosimea zonei de reacție pentru diametrul de încărcare pentru compoziția „B „fiecare individ BB. (60/40 RDX / TNT) br />
Diametrul critic pentru fiecare BB poate varia în limite largi și depinde Ch. arr. de la:
Figura 4. Dependența diametrului critic
densitatea de perclorat de amoniu (AP)
Figura 5. Dependența de diametru critic densitate
amestec de azotat de amoniu / TNT (amatol 50/50)
- Dimensiunea medie de cereale BB - BB cu o dimensiune a particulelor în creștere, critice crește diametrul de detonare. Astfel, pentru TNT atunci când mărimea particulelor 0.06mm diametru critic de detonare este de 9 mm, 0,5mm și la cele mai mari particule este deja 28mm. A se vedea Figura 6.
Figura 6. Dependența diametrului critic al densității
amestec de azotat de amoniu / turbă (Dinamon T)
1 - azotatul grosier, 2 - finețea medie nitrat,
3 - azotatul de fin,
- Conținutul excipienți inerți și reactive datorate lent pentru a crește în zona de reacție cu particule inerte și energia de împrăștiere. Când este amestecat cu diverse umpluturi explozivi pot de asemenea reduce substanțial viteza de detonare, dar dependența de raza taxei se va schimba ușor. Rata detonație mai mică se datorează cheltuielilor energetice a procesului de reîncălzire și deformare (sfărâmare) particule inerte.
- Temperaturi de explozivi. Cu creșterea temperaturii, diametrul critic scade.
Tabel. Critică Diametrul detonație de 1 mm. la o densitate de 1,0 g / cm3. Dimensiunea particulei de ordinul 0.18mm.
Tubul de sticlă
BB poate fi chimic individuale. compus (de ex. trinitrotoluen, trinitrobenzen, etc.), dar amestecurile de substanțe diferite sunt cel mai des utilizate. Acest lucru permite de a realiza caracteristicile de performanță dorite; adaptabilitate, siguranța de fabricație și depozitare, fezabilitate economică etc. De exemplu, în timpul al doilea război mondial, cel mai frecvent utilizate pentru explozivii înarmare nu a fost pur TNT, și amestecurile de nitrat de amoniu (ammatoly).
Ca și componente ale explozivilor compozit, acesta poate fi utilizat ca compus exploziv, și nu.
Nu a fost utilizarea pe scară largă a explozivilor compozite precum comburant - combustibil; o conțin în general un săruri oxidant anorganic eliberare capabil de oxigen în timpul descompunerii (nitrați, cel puțin - perclorați) drept combustibil - compuși organici (de mare produse petroliere, deșeuri de celuloză și industria de cereale, pulberi fine de metal, etc.) sau individuale BB, emit gaze inflamabile la CO descompunere, CH4, H2, și negru de fum (trotil, dinitronaphthalene). Introducere oxidanți anorganici permite mai multe ori pentru a reduce costurile și BB, în cele mai multe cazuri, pentru a crește acțiunea explozivă (brisance descrește pe măsură ce viteza de detonare este redusă). Compoziția acestor amestecuri este selectată în general astfel încât să se obțină echilibrul de oxigen este aproape de zero, în special exploziv pentru uz industrial. Cu toate acestea, un astfel de amestec (tip amoniac BB Selitrennoe dinamonov și amoniți) au, în general, unele dezavantaje; în absența amestecului (sau conținutul scăzut) individuale explozive astfel explozivi pierde capacitatea de a detona la o etanșare puternică (în practică mai mare de 1,4 g / cm3). Acest lucru se întâmplă în parte datorită faptului că amestecuri explozive, cum ar fi amoniți, transformarea componentelor are loc nu la aceeași viteză. Componentele mai activi pot fi transformate în produse gazoase mai repede decât altele; rata de conversie chimică a componentelor individuale au un efect de presiune diferite, astfel încât variația densității de conversie chimică explozivă a componentelor și a produselor lor de transformare de interacțiune poate fi deplasată în raport cu timpul și pentru a determina creșterea acestor pierderi chimice și scad parametrii undei de detonare. Cu azotat de amoniu semnificativ compactarea în ASVV compoziție se poate comporta într-un val de detonare ca substanță inertă și de absorbție a energiei, face un amestec incapabil de detonare.
explozivi industriale cu o proporție ridicată de azotat de amoniu, în anumite condiții, la inițiere normală poate „arde“ sau deflagrație. Deflagrație este un proces intermediar între combustie stabilă și detonare. Ea poate fi caracterizată ca „ardere instabilă“, la viteze de câteva sute de m / s până la 1 km / s. Acesta este de obicei observată atunci când se inițiază explozivi malovospriimchiva în gaură și, de regulă, însoțită de eliberarea de exploziv nereacționat. Spre deosebire de deflagrația de detonare nu este acoperit de unda de șoc și, prin urmare, nu pot fi transmise printr-o barieră metalică subțire.
În plus, multe ASVV pudră foarte higroscopic, sensibile la antiaglomerant și, prin urmare, pentru a crește densitatea și soliditate. Ca rezultat, chiar și atunci când sunt umezite cu 1%, în mai multe ori capacitatea la detonare redusă. Pentru a îmbunătăți capacitatea amestecului de detonare a acestor sensitizers introduse - explozivilor minieri: PETN, RDX, etc. Sau folosesc diferite tehnici pentru reducerea densității BB (dezintegranți aditiv), componentele mai fin divizate și pentru a asigura un contact mai bun între combustibil și oxidantul (de exemplu, agenți activi de suprafață aditivi sau emulsifiere).
Dacă combustibil sunt pulberi metalice (de ex. Aluminiu), oxidantul poate fi nu numai cu compusul oxigen activ, dar, de asemenea, compuși cu oxigen legat în aceste condiții sunt capabile să reacționeze exotermic cu metalul. Când acest aluminiu este oxidat la Al2O3. apa de hidrogen este aproape complet recuperat, iar CO2 trece în CO. Prin urmare, în practică, uneori amestecuri explozive de metale individuale, în care BB - comburant în raport cu metalul de exemplu alyumotola (TRITONAL). Spre deosebire de explozivi individuali, UHV descompunere explozivă care conține componente ale nonexplosive are loc în două etape: în primul rând, exploziv principal este detonat, produsele explozie apoi reacționează metal de adaos, creșterea energiei exploziei și în consecință creșterea acțiunii explozive. Cu toate acestea, este pe deplin valabilă numai pentru explozivi solizi, cu un buchet mare sau aluminiu pasivizat. În unele industriale explozibililor mixte din aluminiu contrar acesta reacționează la frontul de detonare datorită energiei eliberate și menține frontul de undă de detonare.
Pentru exploxiv amestecurile utilizate anterior bazate pe oxigen lichid (oxyliquit), iar nitroesteri lichide îngroșate și nitroparafine (dynamites, solvenity etc.), săruri de hidrazină (astralitate) etc.
Un grup special de explozivi industriali - Siguranță (antigrizuntnye) explozivilor destinate pușcare în mine, gaze periculoase și praf. Astfel de explozivi compoziție similară amoniți conțin în compoziția lor descărcătoarele de flacără - sodiu și clorură de potasiu într-o cantitate de 12-70% (de obicei, de 20 - 25%). Opritor Flame dilueaza amestec exploziv, absoarbe o parte din căldura și previne aprinderea amestecului de metan sau praf de cărbune. Opritor de flacără sau introduse în pre-amestec sub formă de pulbere, sau este format prin explozie în forma activă fin divizată prin reacția între, de exemplu, nitrat de potasiu și clorura de amoniu. Căldura de BB de relief explozie 2.1-3.8 MJ / kg, viteza de detonare la 4,5 m / s sau mai mult.