ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА
(ВВ), индивидуальные в-ва или смеси, способные
под влиянием к.-л. внеш. воздействия (нагревание, удар, трение, взрыв другого
ВВ и т.п.) к быстрой самораспространяющейся хим. р-ции с выделением большого
кол-ва энергии и образованием газов (см. Взрыв). Р-ция, возникшая
в ограниченном объеме в-ва, распространяется по ВВ благодаря передаче энергии
по массе в-ва. Расстояние, на к-рое перемещается фронт р-ции в единицу
времени, наз. скоростью взрывчатого превращения.
Для ВВ характерны два режима хим. превращения -детонация и горение.
При детонации р-ция распространяется очень быстро (1-10 км/с в зависимости
от природы ВВ, св-в и размеров заряда) в результате передачи энергии посредством
ударной волны. Материалы, находящиеся в контакте с зарядом детонирующего
ВВ, сильно деформируются и дробятся (местное, или бризантное, действие
взрыва), а образующиеся газообразные продукты при расширении перемещают
их на значит.расстояние (фугасное действие). Бризантное действие зависит
от плотности заряда и скорости детонации, фугасное действие определяется
теплотой взрыва, объемом и составом выделившихся газообразных продуктов.
При горении распространение р-ции обеспечивается передачей энергии к
непрореагировавшему в-ву в результате теплопроводности. Скорость горения
(от десятых долей мм/с до десятков см/с) в значительно большей степени
зависит от природы ВВ, чем скорость детонации. Небольшие добавки катализаторов,
повышение начальных т-ры и давления увеличивают скорость горения.
Горение при определенных условиях может переходить в детонацию. По условиям
этого перехода ВВ делят на инициирующие взрывчатые вещества (первичные
ВВ), бризантные взрывчатые вещества (вторичные ВВ) и пороха (метательные ВВ). Инициирующие ВВ воспламеняются от слабого импульса
и горят в десятки и даже сотни раз быстрее других, их горение легко переходит
в детонацию при атмосферном давлении. Горение порохов не переходит в детонацию
даже при давлениях в сотни МПа. Бризантные ВВ занимают промежут. положение
между порохами и инициирующими ВВ. В соответствии с этим пороха применяют
в режиме горения в ствольном оружии, в кач-ве твердого ракетного топлива;
бризантные ВВ - в режиме детонации для пром. взрывных работ, снаряжения
боеприпасов и др.; инициирующие - для возбуждения взрывчатого превращения
других ВВ.
ВВ способны к самопроизвольному термич. разложению, к-рое со временем
приводит к потере необходимых св-в. Способность сохранять эксплуатационные
св-за при переработке и хранении (хим. стойкость) - важная характеристика
ВВ. Разложение ВВ при затрудненном теплоотводе может привести к саморазогреву
и тепловому взрыву. ВВ опасны в обращении. Их взрывчатые превращения вызываются
простыми воздействиями, чувствительность к к-рым всегда учитывается при
работе с ВВ.
Важнейшие представители индивидуальных ВВ: из ароматич. нитросоединений
- тринитротолуол (тротил, тол), тринитрофенол, тринитроксилол и др.;
из нитраминов - гексоген, октоген, тетрил; из нитроэфиров
- нитроглицерин, целлюлозы нитраты, пентаэритриттетранитрат (ТЭН);
из солей неорг. к-т - аммония нитрат, аммония перхлорат, свинца азид.
Большинство применяемых ВВ представляют собой смеси (смесевые ВВ),
в кач-ве компонентов к-рых используют как взрывчатые, так и невзрывчатые
соединения. В последнем случае смеси содержат в-ва, способные окисляться,
или горючее (напр., порошкообразный металл, древесная мука), и окислитель
(напр., NH4C1O4, NH4NO3, HNO3,
N2O4). Примеры бризантных смесевых ВВ: октоген или
гексоген и тротил; динамиты-нитроглицерин, нитрогликоль или
диэтиленгликольдинитрат и древесная мука; аммониты - NH4NO3 и
нитросвединения; динамоны -NH4NO3 и древесная
мука или др. орг. горючее; аммоналы - NH4NO3 с порошкообразным
А1; игданиты - NH4NO3 и дизельное топливо; жидкие
смеси конц. HNO3 или N2O4 c горючим. Используются
также смеси мощных индивидуальных ВВ с флегматизаторами (парафин и др.
легкоплавкие в-ва), позволяющими улучшить технол. св-ва ВВ, снизить их
чувствительность к внеш. воздействиям. В целях повышения безопасности применения
бризантных ВВ в шахтах, опасных по пыли и газу, в их состав вводят пламегасители,
или ингибиторы горения, обычно соли щелочных металлов (NaCl и др.). Такие
смеси наз. предохранительными взрывчатыми веществами (антигризутными).
Их разновидности - селективно-детонирующие ВВ, представляющие собой смеси
NH4C1, NaNO3 и нитроглицерина. Для эксплуатации зарядов
при повышенных т-рах (напр., при разработке глубоких нефтяных скважин)
применяют термостойкие взрывчатые вещества, напр. тринитробензол,
октоген, диаминотринитробензол, гексанитростильбен.
Главное требование, предъявляемое к порохам, метательным ВВ, - надежная
устойчивость горения в жестких условиях применения (быстро растущее давление
до десятков и сотен МПа, большие динамич. перегрузки, перепады т-ры). Оно
удовлетворяется введением в смеси связующего (полимера), благодаря к-рому
получают монолитный высокопрочный нехрупкий заряд. В кач-ве метательных
ВВ в ствольных системах используют пороха на основе нитрата целлюлозы:
пироксилиновые и баллиститы. В ракетных системах в осн. применяют
композиции, содержащие небольшое кол-во полимерного связующего, окислитель
(гл. обр. NH4C1O4), горючее (А1), а иногда и мощные
индивидуальные ВВ; используют также баллиститы.
Инициирующие ВВ - гремучая ртуть и азид свинца. В случае малочувствительных
ВВ инициирующие устройства содержат также небольшой промежут. заряд бризантного
ВВ. Для возбуждения горения порохов используют смеси гремучей ртути, свинца тринитрорезорцината или
тетразена с добавками, повышающими чувствительность
к мех. воздействию.
Ряд взрывчатых смесей на основе таких окислителей, как хроматы, дихроматы,
хлораты, пероксиды, оксиды, нитраты металлов, в сочетании с горючими добавками
применяют в пиротехнике (см. Пиротехнические составы). Мировое произ-во
ВВ неск. млн. т/год.
Первым ВВ, примененным человеком, был дымный порох, изобретенный в Китае
в 7 в. В Европе он известен с 13 В. Б. С. Светлов.
|