在长期使用过程中,黑火药的固有缺陷逐渐暴露出来:一是燃烧产物具有污染和腐蚀性。黑火药燃烧产物中含有大量的碳、硫氧化物和酸性物质,会污染环境并腐蚀相关器件,尤其是在大型烟花表演时,其污染波及面广、持续时间长。据统计,烟花中黑火药占总质量的30%,一次大型的焰火表演,可导致周围几公里大气的酸化,在湿热地区甚至可能影响到动植物的生长和发育。二是输出一致性差。黑火药燃烧性能受天然木炭来源及外界条件的影响大,产物中颗粒物含量高,造成弹药发射状态不稳定,密集发射时烟尘含量高。美国军械研究与发展工程中心(ARDEC)为寻找适宜的黑火药替代物开展了一系列研究,并把注意力集中到酚酞等有机物上,用以生产60mm、81mm和120mm迫弹点火序列用的中心穿孔药柱。三是防潮能力差,在一般的储存条件下,很容易造成弹药失效和安全事故。美国军方后勤部门在例行检测中发现库存的81mm迫弹基本药管内的黑火药助爆药柱水分含量严重超标,这些药柱的军用标准规定其水分含量不超过0.5%,而实际检测到的水分含量高达1.5%,另外,有些药柱附近的金属件已经明显有腐蚀迹象。军方后勤部门认定黑火药潮解是质量事故的主要原因。市场调研发现:市售的黑火药替代物(如CleanShot,GoexClearShot,Pyrodex等)吸湿性更严重,在封装不严的条件下根本不适合替代长储弹药部件内的黑火药。在随后的处理中,后勤部门没有采用阻隔性包装来隔绝潮气和黑火药药柱,而是主张研制一种抗吸湿火药,生产抗吸湿火药对温、湿度要求不严格,降低了储存费用,同时也减少了检测弹药元件的频率和维修费用。
20世纪60—80年代,世界各国对黑火药的研究达到高潮,主要针对降低燃烧产物烟雾含量、抑制有毒气体的生成以及降低黑火药燃烧信号特征等方面展开了研究,内容涉及各组分的配比、功能和理化性能之间的关系,木炭组成和结构,燃烧机理、燃烧特性、燃烧产物对周围环境的作用,原材料代用品和性能改进等。这些课题的研究极大地促进了黑火药的发展,由此步入黑火药发展的“黄金”阶段,取得的阶段性成果主要集中在以下几个方面。(www.xing528.com)
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