炸药爆炸的基本特征分析

炸药爆炸是一种高速进行的，且能自动传播的化学反应过程，同时能释放出大量的热能并生成大量的气体产物。炸药爆炸过程具有以下三个特征：

1.反应过程的放热性

放热是炸药爆炸的必要条件之一。爆炸反应只有在自身提供能量的条件下才能自动进行。缺少此条件，爆炸不能发生，且不能自行延续。爆炸反应所释放的热量是爆炸产生破坏作用的能源。此外，反应的放热性也是系统对外做功的能源，只有反应系统释放热能，才能够对外界做功，因此不放热或放热很少的反应不能提供做功所需要的足够能量，当然也不会具有爆炸性。

需要指出的是，凝聚态炸药在爆炸反应时放出的热量，如果按照单位质量计算并不比一般燃料的多，但是若按容积计算却高于一般燃料。这是因为凝聚态炸药本身含有氧，具有较小的比容。而一般燃料不含氧，反而要靠加入氧气才能反应和释放能量，氧气的比容较大，整个混合物的比容也就更大。表2-1列出几种炸药和燃料混合物的含能量，通过对比可以看出炸药含能量的特点。

由此可见，凝聚态炸药在反应时放出热量，就单位质量而言，它比普通燃料燃烧时放出的热量还低，但是前者集中在较小的容积内；按单位体积的含能量来看，它比普通燃料具有大得多的能量密度。因此，凝聚态炸药并非高能物质，而是一种高能量密度的物质。

表2-1　几种炸药和燃料混合物的含能量

2.反应过程的高速性并能够自行传播(www.xing528.com)

反应过程的高速性是炸药爆炸区别于一般化学反应的重要标志。一般的燃烧反应过程较为缓慢，虽然能释放出大量的热量与气体产物，但不能形成爆炸。而炸药的爆炸反应进行得很快，时间在10-6～10-7 s量级，虽然炸药的总体能量不比一般燃料多，但反应的高速使其能够达到一般化学反应不能比拟的高能量密度（功率）。

由于炸药爆炸的化学反应速度极快，因此可以认为爆炸反应产物来不及膨胀，所释放的能量全部集中在炸药爆炸前所占的体积内，从而维持一般化学反应所无法达到的很高的能量密度，这样所形成的高温高压气体，使炸药的爆炸具有巨大的功率和强烈的破坏作用。1 kg普通的炸药爆炸时释放的热量一般在4.18～6.27×106 J，仅相当于1 kW电动机工作一个多小时的能量，但其在爆炸瞬间的功率可以达到5～6×106 kW。

3.反应过程中生成大量的气体产物

爆炸反应中产生的大量气体产物，是其对外做功的媒介。爆炸瞬间炸药定容地转化为气体产物，气体产物密度相比正常气体极大。同时由于反应的放热性，高温高压气体开始急剧膨胀，将炸药的位能转化为气体运动的动能，对周围介质做功。

需要补充的是，在某些情况下，有足够的放热性和快速性，虽不生成气体，也可以发生爆炸过程。如由较细的铝粉组成的类似铝热剂的反应，铝粉在混入空气时，受热后发生弱爆炸，这种爆炸是空气受热膨胀后产生的，并不是铝热剂本身发生的。体积为1 L的普通炸药爆炸反应时，标准状态下一般可产生1 000 L左右的气态产物。由于反应的放热性和快速性，在爆炸瞬间形成的高温高压气体急剧膨胀，便对外界产生猛烈的机械作用。

由此可见，放热性给爆炸反应提供了能源，快速性则使有限的能量集中在较小容积内并产生强大的功率，反应生成的气态产物则提供了能量转换的工质。这三个特征之间又相互联系，放热性将炸药和产物加热到较高的温度，从而增大了爆炸反应的速度，即增强了快速性，放热性和快速性将产物加热到更高的温度，从而使更多的产物处于气态。

炸药自身的化学结构和物理状态决定其爆炸特征参量，不同炸药放热量的多少、反应速度的大小以及产生气体量的不同决定了其爆炸性能的差异。