Теории взрывчатых веществ

В седьмом веке н.э. в Китае было изобретено первое взрывчатое вещество – чёрный (дымный) порох, который, спустя несколько столетий (середина 13 века), впервые появился в Европе. В 19 веке были изобретены первые бризантные взрывчатые вещества. Пироксилин, пикриновую кислоту и тротил стали применять в военной технике, нитроглицерин и динамиты – в горной промышленности. Перед 2-й мировой войной начали применять тэн и гексоген, после войны – октоген. В 80-х гг. 19 века был изобретён бездымный порох, который стал основным метательным ВВ для огнестрельного оружия, а начиная с 30-х гг. 20 века – и для реактивных снарядов (наряду со смесевыми порохами). В начале 19 века для воспламенения чёрного пороха стали применять первое инициирующее ВВ – гремучую ртуть.

Взрывчатые вещества (ВВ) широко применяют в народном хозяйстве при добыче полезных ископаемых, проходке подземных выработок в шахтах, рудниках, метро и других подземных сооружений, при строительстве каналов, плотин. В машиностроении ВВ используют при штамповке, сварке и упрочнении металлов взрывом, для синтеза алмазных микро- и нанокристаллов, нитрида бора, получения композитов, новых материалов и др. задач; в пиропатронах, применяемых в автомобилях, космических аппаратах и др. Также ВВ используют в геологии, геофизике, сельском хозяйстве.

В горной промышленности в соответствие с классификацией по применению ВВ делят на семь классов: 1 и 2 класс – непредохранительные ВВ, предназначенные для проведения взрывных работ главным образом на дневной поверхности, в некоторых случаях для подземных взрывных работ, например, при строительстве туннелей, метро, подземных хранилищ и других объектов, и с 3 по 7 класс – предохранительные ВВ для подземных работ. Взрывчатые вещества для подземных работ, особенно для шахт, опасных по газу или пыли, имеют по сравнению с ВВ для открытых работ более сложный компонентный состав, образуют при взрыве меньше ядовитых газообразных продуктов – окислов азота и окиси углерода. В настоящее время основную массу промышленных ВВ составляют аммиачно-селитренные ВВ особенно эмульсионные.

В военной технике ВВ применяют для снаряжения боеприпасов различного назначения: мин, снарядов, авиационных бомб, боевых частей ракет, боевых зарядных отделений торпед, ручных и ружейных гранат и др. В качестве пороховых зарядов артиллерийских и миномётных выстрелов, патронов для стрелкового оружия, твёрдотопливных ракетных двигателей и т.д. ВВ являются важной частью атомных и термоядерных боеприпасов (взрыв зарядов вторичного ВВ обеспечивает достижение надкритической массы ядерного заряда).

Широкое применение ВВ находят и в научных исследованиях как простое и удобное средство получения высоких температур, больших скоростей и сверхвысоких давлений.

Мировое производство взрывчатых веществ составляет несколько млн. т /год.

Существует целый ряд определений взрывчатых веществ ( ВВ). Некоторые из них, заимствованные из различных источников, следующие.

Взр ы вчатые веществ а, химические соединения или смеси веществ, способные к быстрой химической реакции, сопровождающейся выделением большого количества тепла и образованием газов. Эта реакция, возникнув в какой-либо точке в результате нагревания, удара, трения, взрыва другого ВВ или иного внешнего воздействия, распространяется по заряду за счёт передачи энергии от слоя к слою с помощью процессов тепло- и массопереноса (горение) либо ударной волны (детонация).

Взрывчатыми веществами называют индивидуальные вещества или смеси, способные в некоторых случаях произвольно, но, как правило, под влиянием какого-либо внешнего физического поля – механического, теплового и электрического, действия лазерного излучения, ударной волны, а также в случае изменения функционального покрова поверхности кристаллов, к развитию самораспространяющейся химической реакции с образованием газов и выделением большого количества энергии.

Согласованная на глобальном уровне система классификации и маркировки химических веществ (СГС) предлагает следующее определение:

Взры́вчатое вещество́ – химическое соединение или их смесь, способное в результате определённых внешних воздействий или внутренних процессов взрываться, выделяя тепло и образуя сильно нагретые газы. Комплекс физико-химических процессов, которые происходят в таком веществе, называется детонацией.

Традиционно к взрывчатым веществам также относят соединения и смеси, которые не детонируют, а горят с определенной скоростью (метательные пороха, пиротехнические составы, ракетное топливо).

Взрывчатые вещества относятся к энергетическим конденсированным системам.

Конечными продуктами взрыва газа (например, СН₄+О₂) являются газовые смеси, состоящие из новообразованных молекул – окислов (СО₂ и Н₂О), характеризующихся большей термодинамической стабильностью.

Переход конденсированного ВВ из начального состояния в конечное – газообразное (в некоторых случаях происходит конденсация атомарного углерода в твердые наночастицы) осуществляется с большой скоростью, превышающей скорость звука в исходном ВВ. Такая форма превращения ВВ называется детонацией. Если химическая реакция протекает со скоростью, меньшей скорости звука, то такую форму превращения называют горением.

Взрывом называют чрезвычайно быстрое химическое или физическое превращение вещества (или системы), сопровождающееся таким же быстрым переходом потенциальной энергии в механическую работу.

Взрывы делят на физические и химические.

При физических взрывах, вызванных, например, взрывом парового котла, баллонов с газом и т.п., изменяется только физическое состояние вещества с сохранением постоянства его химического состава. В горном деле примерами таких взрывов являются отбойка угля при помощи металлических патронов "кардокс", содержащих жидкую углекислоту, или металлических патронов "эрдокс", содержащих сжатый воздух.

Химическое превращение вещества является обязательным условием химического взрыва. Причем, распространение фронта детонации по взрывчатому веществу обусловлено тремя различными факторами – сжатием, разогревом и химическими реакциями.

Общими чертами физических и химических взрывов является то, что выделяющаяся энергия при взрыве переходит в механическую работу, которую совершают сжатые газы, имевшиеся до взрыва (физический взрыв) или образовавшиеся в момент взрыва (химический взрыв).

Дата добавления: 2014-01-03