Взрывчатые вещества

Краткая характеристика энергетических материалов

Инициирующие ВВ – применяются для снаряжения различных средств инициирования – устройств, предназначенных для возбуждения взрывчатого разложения других ВВ.

Характерная особенность инициирующих ВВ состоит в том, что для возбуждения их взрыва в форме детонации необходимо незначительное внешнее воздействие, а сам процесс взрыва отличается очень малым периодом нарастания скорости до максимального ее значения – несравненно меньшим, чем у других типов ВВ. Благодаря этому свойству для возбуждения взрыва бризантных ВВ обычно требуется лишь весьма небольшой заряд инициатора.

При их детонации образуется сравнительно малое количество ГПВ.

Все ИВВ обладают высокой чувствительностью и высокой инициирующей способностью.

Высокая инициирующая способность ИВВ определяется наличием в составе их продуктов разложения тяжелых металлов – ртути, свинца, серебра и др. При ударе по инициирующему ВВ, молекулы этих металлов создают большие местные напряжения, что облегчает возбуждение взрыва.

Большинство ИВВ являются кислотами. Однако они являются настолько активными, что в промышленном производстве ВВ используют не сами кислоты, а некоторые относительно устойчивые их соли тяжелых металлов: фульминаты – соли гремучей кислоты; азиды – соли азотистоводородной кислоты; стифнаты – соли стифниновой кислоты. К ИВВ относятся также карбиды тяжелых металлов или ацетилениды (например, ацетиленид серебра Ag₂C₂) и тетразен, являющийся производным непредельного азотоводорода N₄H₄.

Важнейшими представителями инициирующих ВВ являются: гремучая ртуть, азид свинца, тринитрорезорцинат свинца (ТНРС) и тетразен.

Индивидуальные однокомпонентные ИВВ

 

Наименование, формула	Продукт	ρ г/см3	Qw кДж/кг	D, м/с	T1, °C	V1 л/кг	ТВС, °C	Δh	mпр – ВВ, г.	Характерные признаки
Гремучая ртуть Hg(ONC)2 1799ГО – 1815ГП   ГО – год открытия; ГП – год применения	Соль гремучей кислоты HONC (фульминат)	4,40	1530-1730	4500-5000			160-170	8,5-5,5 при m1 = 690 г	1 – ТНТ 0,8 – тетрил 0,65 - ТЭН	Мелкокристаллическое вещество белого (серого, с примесями) цвета. Мало­гигроскопичное. При t ≥ 50°С - разлагается. При влажности и перепрессовании - не взрывается. Реагирует с Аl.
Азид свинца Pb(N3)2 1890ГО- 1907ГП	Соль азотистоводородной кислоты HN3	4,80		4500-5400			315-360	23-7 при m1 = 975 г	0,25 – ТНТ 0,08 - тетрил	Мелкокристаллическое вещество белого цвета. Гранулируется. К влаге и давлению прессования - не чувствителен. Реагирует с Сu.
Тринитрорезорцинат свинца C6H(NO2)3O2Pb • Н2О	Соль тринитро- резорцинастифниновой кислоты C6H(NO2)3 • (ОН)2 (стифинат)	3,08	1550-1650					Чувствительность меньше гремучей ртути и азида свинца	Инициирующая способность меньше, чем у азида свинца.	Мелкокристаллическое вещество темно-желтого цвета. Комкуется. Грану­лируется. На солнечном свете разлагается. С ме­таллами не реагирует. Разлагается при t > 200°С. Электризуется.
Тетразен C2H8ON10 1910 ГО -1922 ГП	Из амино-гуаниддинитрата	1,65		–	–	–		Как у гремучей ртути	Инициирующая способность мала	Мелкокристаллическое вещество с желтым оттенком. Разлагается при t ≥ 50°С. Применяют с ТНРС.

Бризантные ВВ применяются в качестве разрывных зарядов в боеприпасах и в подрывных средствах. Основным видом взрывчатого разложения бризантных ВВ является детонация. В отличие от инициирующих ВВ они обладают меньшей восприимчивостью к внешним воздействиям (меньшей чувствительностью) и большим периодом нарастания скорости разложения до максимального значения. Однако скорость детонации их больше чем у ИВВ.

Бризантные ВВ имеют большую, чем о ИИВ удельную энергию и больших объем газообразных продуктов взрыва.

Детонация их вызывается обычно взрывом инициирующих ВВ. Для их детонации необходимо применять капсюли-детонаторы, а иногда и передаточные заряды, обеспечивающие усиление детонационного импульса.

По химической природе бризантные ВВ подразделяют на однородные и неоднородные (смеси и сплавы).

Важнейшими представителями однородных ВВ являются: тротил, пикриновая кислота, тетрил, гексоген, пентаэритриттетранитрат (тэн), пироксилин, нитроглицерин.

Сплавами взрывчатых веществ называются сложные ВВ, об­разованные из нескольких расплавленных и взаимно растворен­ных однородных ВВ.

Сплавы дают возможность использовать для снаряжения боеприпасов наиболее мощные ВВ (гексоген, тэн и др.), применение которых в чистом виде ограничено из-за их высокой чувствительности и невозможности производить сна­ряжение простыми способами (заливкой).

Представителями неоднородных ВВ являются: аммониты, динамиты, сплавы тротила с гексогеном и др.

Из сплавов ВВ наибольшее распространение получили спла­вы тротила с гексогеном. Создано несколько характерных разно­видностей этих сплавов – ТГ (тротил + гексоген); ТГА (тротил + гексоген + алюминий); ТГАФ (тротил + гексоген + алюми­ний + флегматизатор) и др.

 

Отечественные сложные БВВ

Наименование	Состав / %	ρ г/см3	Qw кДж/кг	D, м/с	Тпр, °C Тm, ч
ТА-23	ТНТ – А1 77 23	1,73			210 1,0
ТГ-20	ТНТ – гексоген 20 80	1,71			165 1,0
ТГАФ-5М	ТНТ, гексоген, А1, церезин 19 59 17 5	1,75			170 1,0
ТОКАФ	ТНТ, октоген, А1, церзин 18 60 17 5	1,78			200 1,0
Окфол-3,5	октоген – флегматиз 96,5 3,5	1,76			200 1,0

 

Зарубежные сложные БВВ

 

Наименование	Состав / %	ρ г/см3	Qw кДж/кг	D, м/с
Al(2,3,4)	Гексоген – флегматиз. 91-93 9-7	1,61
В 1(2, 3,4)	ТНТ – гексоген 40 60	1,66
Октол	Октоген – ТНТ 75 25	1,80
Hexal	Гексоген, А1, флегматиз. 55-64 41-28 4-8	1,85	5440 – 6700
НТА-3	ТНТ, гексоген, А1 29 45 26	1,87
Н-6(НВХ-1)	ТНТ, гексоген, А1, флегмат. 30 45 26 5	1,71

 

Малочувствительные составы БВВ

Отечественные

 

№ п/п	Состав / %	ρ г/см3	Qw кДж/кг	D, м/с
	Октоген, НТО, флегм. 16 72 16	1,66		3,5
	Октоген, НТО, AL, флегм. 22 60 15 3	1,93		3,3

Зарубежные

 

Наименование	Состав / %	ρ г/см3	Qw кДж/кг	D, м/с
А3	Гексоген – воск 91 9	1,61		2,3
НВХ-2	Октоген, AL, связка 60 20 20	1,68		2,3
НВХ-3	ТНТ, гексоген, А1, связка 29 31 35 6	1,82		2,8

 

ВВ-смеси представляют собой многокомпонентные ВВ, состоящие из горючего и окислителя. Поэтому эту группу ВВ называют сложными ВВ на основе окислителей.

Горючее и окислитель или один из этих компонентов могут находиться в твердом, жидком или газообразном состоянии. В зависимости от физико-химических свойств компонентов (горючего и окислителя) они могут перемешиваться либо сразу в момент изготовления заря­дов, либо непосредственно перед взрывом.

Отличительными свойствами сложных ВВ на основе окислителей является достаточно большая мощность взрыва, низкая стойкость, небольшая стоимость при производстве.

Из-за низкой стойкости заряды из этих ВВ не подлежат длительному хранению, поэтому они широко применяются лишь в промышленной взрывной технике. Так как сроки хранения ВВ обычно не превосходят 3 – 12 месяцев, то в мирное время боеприпасы ими не снаряжаются.

Кроме горючих и окислителей, сложные ВВ содержат сенсибилизаторы и регуляторы действия взрыва.

В качестве сенсибилизаторов обычно используются мощные бризантные ВВ: тротил, нитроглицерин, тэн и др. Сенсибилизирующее действие бризантных ВВ заключается в том, что они обеспечивают надежность возбуждения и прохождения детонации по всей массе заряда.

Регуляторы действия взрыва вводятся в ВВ для усиления фугасности взрыва, уменьшения его пламенности и других целей.

Из большого числа сложных ВВ на основе окислителей наибольшее применение находят аммонийно-селитренные ВВ, оксиликвиты и жидкие взрывчатые смеси.

Аммоииино-селитренными ВВ называются взрывчатые смеси, в которых роль окислителя выполняет аммонийная селитра (NН₄NО₃).

Аммонийная селитра производится промышленностью в больших количествах, как весьма ценное удобрение, из азотной кислоты и аммиака – продуктов синтеза атмосферного воздуха и воды. Сырьевая база аммонийной селитры практически неограниченная.

Оксиликвитами называются взрывчатые смеси горючих веществ с жидким кислородом. В качестве горючих веществ в оксиликвитах применяются твердые вещества, обладающие высокой поглстительной способностью: древесный уголь, древесная мука, опилки, торф, мох и т. п.

Оксиликвиты отличаются высо­кой фугасностью действия (Q_w до 2000 ккал/кг) и низкой физической стойкостью. В результате испарения кислорода они быстро теряют взрывчатые свойства.

Жидкие взрывчатые смеси представляют собой растворы жидких или твердых горючих в жидких окислителях. В качестве окислителей могут использоваться азотная кислота, перекись водорода, тетранитрометан и др. Роль горючих могут выполнять бензол, толуол, нитробензол, спирты и многие другие органические вещества.

Жидкие взрывчатые смеси обладают высокой мощностью, очень чувствительны к внешним воздействиям, но имеют малую физическую стойкость.

Дешевизна жидких взрывчатых смесей и широкая сырьевая база для их изготовления делают их перспективными для использования в военное время. Ими могут наполняться фугасные бомбы крупного калибра. В период Великой Отечественной войны для сна­ряжения авиабомб применялась смесь КД, состоявшая из 60% азотной кислоты и 40% дихлорэтана. Для уменьшения коррозионного действия смеси на металл в нее добавлялся в небольшом количестве олеум. При удельном весе около 1,4 г/см³ смесь КД обладала теплотой взрыва Q_v = 1080 ккал/кг и скоростью детонации D=6180 м/сек.

На практике находят применение пластичные ВВ.

Пластичными называются ВВ, легко деформирующиеся под действием незначительных внешних сил и сохраняющие остаточные деформации после прекращения их действия.

Они обладают большой эластичностью, благодаря чему легко формируются в заряды любой геометрической формы. Такое свойство пластичных ВВ является весьма ценным для взрывных работ, так как дает возможность изготовлять заряды сложной и разнообразной формы непосредственно на месте подрыва.

В период второй миро­вой войны пластичные ВВ использовались Германией для поста­новки мин без оболочек на льду.

Пластичные ВВ получают двумя способами: путем механиче­ского смешения сыпучего ВВ с пластичными (вязкими) вещества­ми и путем желатинизации ВВ. В качестве пластичных веществ применяются высоковязкие углеводороды: вазелин, загущенные минеральные масла, загущенное касторовое масло и др. Эти ве­щества вводятся в состав ВВ или в расплавленном состоянии, или в виде растворителя в количестве 5 – 20%.

Второй способ пластификации ВВ основан на способности ВВ при взаимодействии с некоторыми веществами образовывать пластичные системы (гели). Таким образом, пластичные ВВ мо­гут изготовляться из однородных ВВ путем пластификации кол­локсилином, желатинизированным ТНТ или ДНТ, или из тех же однородных ВВ, пластифицированных нитроглицерином. Пласти­чные ВВ на основе нитроглицерина называют желатин-динамитами, а при содержании нитроглицерина свыше 90% – грему­чим студнем.