民用领域应用探讨

含能材料对常规兵器乃至整个国防工业和国民经济的发展都具有十分重要的地位。它作为民用爆破的主要能源，应用面广、用量大，无论现在和将来都在矿业、冶金、建筑、石油等行业发挥重要作用。

民用爆破简称民爆，指负责民用爆破拆除工作的相关工程单位，其行为大体有城市规划定向定点爆破、矿业工程爆破和烟花爆竹生产等。在该领域，目前较为热门的方向有定点爆破与新能源研发。定点爆破主要为矿业服务，其下还有爆破设计、传爆技术等多个系属学科。

下面列出了含能材料在民用领域的典型应用：

①利用爆炸作用进行机械加工和工程施工。利用炸药爆炸释放的能量做功已成为一种特殊的工业加工方法。如用于爆炸拆除、爆炸切割、爆炸成型、爆炸硬化、粉末压实、消除应力、爆炸铆接和焊接等，如图1－2所示。

图1－2　爆炸焊接和挠性炸药

特种炸药如塑形炸药、黏性炸药、橡皮炸药、挠性炸药、低密度泡沫炸药和耐热炸药等，分别使用于外型复杂、运动中、水下和水上、矿井下等多种环境的爆破。工业炸药在地质勘探中也有重要的作用，如用于产生地质震动波的震源弹药。

②利用化学能做推进功。以火炸药为能源的压力推进器，依靠火炸药燃烧产生的高压气体推动做功。

一种形式是通过驱动器将载荷（活塞）推送到一定的位置，或借助于连杆机构完成一次性的打开、关闭或位移等指定动作。如用来发射人工降雨火箭、打开或关闭宇航装置的舱盖、打开安全通道、将重要的部件或人员推送到安全位置等（如飞机上的弹射座椅），见图1－3。(www.xing528.com)

图1－3　飞机解体瞬间座椅的弹射（a）和射钉弹（b）

另一种形式是通过抛射器远距离运送物质，如在人员受阻或机械难以到达之处，进行山地架线、海上抛缆、森林和高层建筑灭火、发射麻醉弹药等。

火炸药产生的高压气体可以直接做功，将推动力作用于载荷的深处和内部，作用范围大，特别适合对大批量物质进行分割和松动。如以火药为能源的油井岩石压裂装置，可明显增加石油产量。

③应用于气体发生器。含能材料燃烧时释放出大量的热和气体，它的反应速度非常快，是一般气体发生剂所不能代替的。用它制造的气体发生器，充气时间短，适合在紧急条件下以及人员不易接近的场所使用。如用于汽车安全气囊（图1－4）、海上自动充气救生装置等。

④利用热能和声、光、烟效应。火炸药化学反应的热效应高，反应启动快、放热快，方便在特殊场所应用。如作为燃烧剂，纵火烧毁难以燃烧的废弃物料；用于电力装置的自动熔断器；作为发声剂、发光剂、发烟剂应用于运动界和影视界等。

图1－4　安全气囊（a）与特种烟火效应（b）