黑火药的主要成分,请问无烟火药的成分是什么?

无烟火药的成分是什么

无烟火药的主要成分是硝化纤维,学名硝化纤维素,又名纤维素硝酸酯,化学式为(C6H7N3O11)n,是一种高分子有机化合物,为纤维素与硝酸酯化反应的产物,呈白色或微黄色棉絮状,不溶于水,溶于酯、丙酮等有机溶剂。暴露在空气中能自燃。遇明火、高热极易燃烧爆炸。与氧化剂和大多数有机胺接触能发生强烈反应,引起燃烧或爆炸。通常加乙醇、丙酮或水作润湿剂。

无烟火药的成分是什么

黑火药的应用涉及化学变化吗

涉及化学变化,

黑火药的主要成分是硝酸钾(反应时分解放出氧气)、木炭和硫磺,点燃时发生如下化学反应:2KNO3+S+3C点燃–––––––点燃_K2S+N2↑+3CO2↑.

黑火药的应用涉及化学变化吗

底火的成分都有什么,怎么引燃弹壳内的火药

黑火药的主要成分,请问无烟火药的成分是什么?图3

欢迎关注兵器知识谱,今天我们来学习关于弹药底火的的知识。所谓“底火”指的是炮弹或子弹的发射药激发装置,1997年军事科学出版社出版的《中国军事百科全书》中对“底火”的定义是这样的:装在枪弹或炮弹药筒底部,靠输入机械能或电能刺激发火的火工品,用于输出火焰引燃发射药装药或传火药。

底火是定装弹必备的激发装置(注意,是激发,而不是击发),提起底火成分这个话题我们就不得不讲讲一位瑞典化学家了,他就是著名的阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔(就是设立诺贝尔奖的那位老人家)

小学还没毕业的诺贝尔对化学特别感兴趣,尤其是涉及炸药的化学知识,1860年,27岁的他发现一种有趣的黄色油状透明液体,这本来是一种医生用来治疗心绞痛的药物,但是诺贝尔在研究它时不小心将装满这种药物的玻璃试管失手掉到地上,随着试管的触地,这种药物发生了剧烈爆炸(这次爆炸事故把诺贝尔的弟弟给炸死了),而这种药物其实就是一种烈性炸药——硝化甘油

三年后(即1863年),诺贝尔注册了使用硝化甘油制作的雷管专利(专门用来引爆工业炸药),次年开始建设工厂开始批量生产硝化甘油雷管。

这种雷管有一个特点,即特殊情况下即使不用导火索也能用来引爆炸药进行爆破作业,一开始深受开矿企业家们的欢迎,但是问题也随之而来——安全系数实在是太低了!在搬运过程中一旦失手掉在地上就会发生爆炸,至此,各国开始禁用硝化甘油雷管。

危险的硝化甘油雷管在民用领域是个危险的家伙,但是在军事领域上却成为新宠,因为这个时期人们开始研究后装步枪以及后装火炮,而弹药发射技术一直困扰着武器工程师们,所以大家开始把眼光投向一触地就爆炸的硝化甘油。

所以人类第一代定装子弹的底火成分就是硝化甘油,由于它是一种液体,所以必须使用黄铜包裹,然后镶嵌到子弹底部成为底火,当枪械的击针重重地撞击在子弹底部的底火冒上时,底火内的硝化甘油炸药就会以7700米/秒的爆速发生爆炸,从而引燃弹壳内的发射药,以起到激发子弹的作用。

然而硝化甘油实在是太敏感了,有时候士兵失手将子弹弄掉到地上或者背负子弹的士兵发生摔倒时都有可能导致子弹激发,安全隐患与硝化甘油雷管一样大,所以硝化甘油底火很快也被淘汰了。

那么现代弹药的底火成分都有些什么呢?我们从以下几点来学习关于底火成分的相关知识。

黑火药的主要成分,请问无烟火药的成分是什么?图4

现代定装弹药第一代底火的成分——雷酸汞

雷酸汞是一种呈白色或灰色的晶体,化学式为[Hg(ONC)2],对火焰、针刺和撞击有较高的敏感性,但是敏感程度远远低于硝化甘油(至少失手落地时不会引起爆炸),爆速为5400米/秒。

雷汞于1799年由霍华德合成出来,1865年硝化甘油雷管被禁用以后,诺贝尔为了抓住雷管市场,使用雷汞与氯酸钾混合成雷酸汞爆粉,用来做为雷管的装药,这就是雷汞雷管的由来。

由于以雷酸汞为主要成分的装药中含有一定比例的氯酸钾,所以雷管装药十分稳定,基本杜绝了自爆事故,成为当时“世界上最安全”的雷管,这也是诺贝尔走上发财之路的开始,当然这属于题外话了。

事实上早在1815~1817年,雷汞就已经被军队尝试应用到子弹底火的制造上,在实验中雷汞底火表现得非常可靠,它的特点是发火率高、误爆率低,而且因其以固体形态存在,比硝化甘油更便于大规模生产。

但是雷汞本身是一种有剧毒、强腐蚀性特性的化合物,使用单成分的雷汞制造的铜质底火往往储存半年以后就开始被雷汞腐蚀,储存超过一年的子弹则连弹壳都会被泄露的雷汞蚀穿,即便没有被蚀的子弹也会在击发时发生炸膛事故。

为了解决这个问题,军方只能花巨资向诺贝尔购买雷汞雷管中的雷酸汞专利(即雷汞与氯酸钾的配方),由于氯酸钾的中和,雷汞也稳定了许多,底火被蚀穿的问题至此被一举解决。

当雷酸汞被应用到弹药底火制造以后,世界上才算是拥有了真正可靠的、安全的底火,雷酸汞成分的底火一直被沿用到第一次世界大战结束(截止1930年美国开始试用叠氮化铅做为底火成分),一共使用近200年。

黑火药的主要成分,请问无烟火药的成分是什么?图5

更可靠、更安全的第二代弹药底火成分——叠氮化铅

叠氮化铅的化学式为Pb(N3)2,是一种用化合物三氮钠与化合物硝酸铅混合而成的新型化合物,属于高感度烈性炸药,化学方程式为NaN3+Pb(NO3)2===Pb(N3)2+NaNO3。

该型炸药为白色晶体,类别分为α叠氮化铅和β叠氮化铅,其中β叠氮化铅的感度很大,重摔也能发生爆炸,性质与硝化甘油相同;而α叠氮化铅的感度较低,需要受到360℃的高温烧灼或者0.9~0.98牛顿的力度撞击才回爆发,爆速为5180米/秒。

α叠氮化铅的感度低于雷酸汞,这就意味着它比雷酸汞还要安全,而且它虽然有毒性,但是没有腐蚀性,因此它比雷酸汞更适合用来制造弹药的底火。

但是α叠氮化铅有一个特点,即潮湿后与铜作用生成极其危险的叠氮化铜,这是另一种新型化合物,同样属于烈性炸药,感度高于雷酸汞,轻微摩擦就会发生爆炸,爆炸威力比叠氮化铅强6倍,比雷汞强450倍。

所以在使用叠氮化铅做为底火成分生产底火时,制造工艺要求非常高,同时子弹(包括炮弹)储存条件也极为苛刻,一旦受潮,轻则造成底火激发失败,重则引发弹药库大爆炸。

叠氮化铅于1891年被合成出来,1907年被注册专利(终于有一款与诺贝尔无关的起爆炸药了)。

虽然叠氮化铅的可靠性和安全性要高于雷酸汞,但是一直未受到当时的武器工程师们的重视,原因在于它的生产工艺要求实在太高了,以当时的工业水平来说并不具备批量生产叠氮化铅的条件,这也是危险的雷酸汞底火被用了近200年的原因。

1930年,在经济大萧条的大背景下,美国军队终于无法忍受子弹储存时间不能超过5年的制约,要求军工企业研发一种能储存20~30年的弹药,以降低战备弹的储存成本。

弹药储存时间段的原因无非就是雷酸汞腐蚀底火造成的,因此只要改进弹药底火成分就能生产出达到军方要求的子弹,叠氮化铅这才又被重视起来。

当然了,单纯的叠氮化铅是不能直接用来制造子弹底火的,它容易受潮。为了解决这个问题,美国人的办法是使用钝化剂将它制成“精糊”,然后凝固成柱状,这样一来就可以将其切片,然后塞进底火内制成叠氮化铅底火了。

主要成分为叠氮化铅的底火一直沿用到现在,除了用来制造弹药的底火,它还是工业雷管、炮弹(导弹)引信的主要装药,是目前来说最安全、最可靠的起爆剂。

黑火药的主要成分,请问无烟火药的成分是什么?图6

底火引燃弹发射药的原理

不管是炮弹还是子弹,发射动力均来自于弹壳内发射药在激发时产生的高温、高压燃气,所以子弹击发过程实际上是一个发射药被激发爆燃的过程。

子弹(炮弹)是由两大部分组成的,即弹丸和弹壳,弹丸是产生杀伤力的战斗部分,而弹壳这是产生动力的做功部分。

弹壳是一种乘装发射药的容器,弹壳底部有一个激发发射药的装置,被称为“底火”,可以将它理解为子弹(炮弹)的开关,需要受到枪炮的击针猛烈撞击才会被激发,其工作原理是这样的:

底火成分是使用感度较高的烈性炸药,当受到枪炮击发装置的猛烈撞击时,烈性炸药在底火中爆炸,爆炸产生的巨大能量向弹壳内释放,从而点燃装填在弹壳内的发射药。

由于发射药是一种燃速极高的物质(主要成分为硝化棉),被点燃以后产生6300米/秒的爆燃速度,发射药爆燃瞬间产生大量高温、高压气体推动弹丸与弹壳分离,并在枪管(炮管)中继续加度,在飞离枪口(炮口)瞬间获得初速飞向目标。

可见底火激发发射药的过程是一个炸药爆炸→火药燃烧的过程,这个过程既不是单纯的爆炸,也不是单纯的燃烧,因此我们可以将这个过程统称为“爆燃”。

黑火药的主要成分,请问无烟火药的成分是什么?图7

综上所述我们可以得出这样的结论

第一、弹药的底火成分是一种感度很高的烈性炸药,我们将这类炸药统称为“起爆剂”,最初的底火成分是诺贝尔发明的“硝化甘油”炸药,后来诺贝尔又发明了“雷酸汞”炸药,它被用作弹药底火成分的时间近200年,目前各国生产的弹药底火成分主要为更安全、更可靠的“叠氮化铅”。

第二、底火引燃弹壳内火药的过程是一个炸药爆炸到发射药燃烧的过程,首先是底火在被击针猛烈撞击时激发装填在内的烈性炸药爆炸,爆炸产生的能量被释放到弹壳内以后就引燃了发射药,当发射药开始高速燃烧以后即意味着子弹(炮弹)的击发完成。

结语

通过上述学习我们获得了子弹底火成分是感度较高的烈性炸药的知识,超过360摄氏度的高温或者猛烈的撞击都会导致底火里的炸药爆炸,从而激发子弹发射,所以生活中我们再捡到未击发的子弹时千万不能在好奇心的驱使下,去做用钉子去敲子弹底火或者将子弹扔进火里烧的事,即便什么也不做就拿在手里把玩也存在着极大的安全隐患,所以捡到子弹时应当立即上缴,或者干脆不要去碰,第一时间报警是最好的处理方式。

黑火药的主要成分,请问无烟火药的成分是什么?图8

给TA打赏
共{{data.count}}人
人已打赏
科普知识网络知识

红颜知己是什么,红颜知己是什么意思

2022-12-27 15:11:49

科普知识网络知识

一吨柴油多少升,一吨柴油多少升?

2022-12-27 15:11:51

0 条回复 A文章作者 M管理员
    暂无讨论,说说你的看法吧
搜索