炸药机械能起爆机理解析

长期以来，人们对炸药的起爆及其机理做了大量的实验和理论研究。最早提出的是贝尔特罗假设（即所谓的“热学说”）：机械能变为热能，使整个受试验的炸药温度升高到爆发点，因而使炸药发生爆炸。这个论点后来引起人们的怀疑。因为计算表明，即使起爆冲击能全部转化为热能被它吸收，像雷汞这样的炸药的温度也只能提高20℃左右，而此温度根本不可能使雷汞爆炸；对其他一些炸药进行计算后也表明，假设炸药在受撞击时所吸收的能量被均匀地分散到整个炸药中，则由于撞击的时间很短，即使炸药的体积很小，温度的上升也不可能使炸药发生爆炸反应，何况实际情况是炸药在撞击过程中所吸收的能量远小于它的临界撞击能。因此，热假设的理论受到了人们的怀疑。

以后又出现了“摩擦化学假说”：炸药受冲击时，炸药的个别质点（晶粒）一方面与其他质点互相接近，即增大其紧密性；而另一方面彼此相互移动，亦在相邻表面上互相滑动，此时在表面上产生两种力（法向力和切向剪力），法向力使一个质点分子上的原子可能落到第二个质点表面上分子引力作用范围之内，而切向剪力的作用可引起表面破坏的原子间键的破坏，最后使化学反应的分子变形并发生爆炸。这种摩擦化学假说既没有考虑热的作用，又没有考虑有些炸药分子的键能非常大，在一般的机械作用下要直接破坏这种分子是相当困难的。因此摩擦化学假设理论具有很大的局限性。

目前，较为公认的是热点学说，它是由英国的布登在研究摩擦学的基础上于20世纪50年代提出来的，由于热点学说能较好地解释炸药在机械能作用下发生爆炸的原因，因此得到了人们的普遍认可。

1.热点学说的基本观点

热点学说认为，在机械作用下，产生的热来不及均匀地分布到全部试样上，而是集中在试样个别的小点上，如集中在个别结晶的两面角，特别是多面棱角或小气泡处。在这些小点上温度达到高于爆发点的值时，就会在这些小点处开始爆炸。这些温度很高的局部小点称为热点（或反应中心）。在机械作用下爆炸首先从这些热点处开始，而后扩展到整个炸药的爆炸。

热点学说认为，热点的形成和发展大致经过以下几个阶段：

（1）热点的形成阶段。(www.xing528.com)

（2）热点的成长阶段，即以热点为中心向周围扩展的阶段，其主要表现形式是速燃。

（3）低爆轰阶段，即由燃烧转变为低爆轰的过渡阶段。

（4）稳定爆轰阶段。

2.爆炸物直接作用于炸药的起爆机理

通过利用一种炸药装药的爆炸引起与它直接接触的另一种炸药装药爆炸的现象称为起爆。起爆炸药主要是通过起爆药的爆炸产物对被起爆药直接作用，其机理主要是由主发装药的爆轰产物在被发装药中产生强冲击波并引起被发装药的爆轰，实际上这种引发爆轰的过程是一种强冲击波的起爆过程。