火藥是我國最早的發明(距今已有兩千多年),當時是唯一被應用的火藥,它既是爆破用的炸藥,又是起爆藥。直到今天,還用黑火藥開采花崗巖、大理巖等料石。在軍事上,作導火索藥、點火藥和傳火藥、發射藥、拋射藥、延期藥及槍炮彈、火箭筒、煙火器材等。據不同用途,可將它制成粒狀、細粒狀和粉狀,它的優點是使用簡單、靈活、威力小,能保持料石的完整性。
黑火藥的主要成分為硝酸鉀(KNO3)、硫磺(S)和木炭混合而成。其中硝酸鉀是氧化劑,反應時放出氧氣供給可燃劑氧化燃燒用。硫磺為粘合劑和可燃劑,它除起可燃劑作用外,還可將其他組分均勻粘合,有利于火藥的造粒,還能降低黑火藥的吸濕性。它的燃點低于木炭,故可降低初始分解溫度,使黑火藥易于點燃,硫還能阻礙一氧化碳的生成。
黑火藥的性能因成分配比不同而異,礦山用黑火藥,有時用硝酸鈉代替硝酸鉀,但吸濕性強。
黑火藥的性質:
1.分解反應
黑火藥在導火索和空氣中的分解反應是以緩慢燃燒的方式來完成的,但在槍膛、炮膛內的燃燒則反應快速,而在密閉狀態下,則表現為爆炸。
黑火藥分解后既生成氣體產物,也生成固體產物。
黑火藥的燃燒性質與密度的大小有很大關系。當密度小于1.65g/cm3時,燃燒不規則。燃速隨密度的增大而降低。當密度達1.9g/cm3時,則有規律的按平行層燃燒,利用此特性,可將其作為延期藥或發射藥使用。
2.感度
黑火藥的撞擊感度比TNT低。子彈的射擊,大都能引起黑火藥爆炸。它的摩擦感度很高,甚至在兩塊木板間的摩擦也會著火。對火花或火焰都很敏感,粉狀黑火藥可由電火花或其他物件撞擊產生的火花點著。試驗表明,它的火焰感度只比起爆藥二硝基重氮酚略低。
沖擊感度用10kg落錘由25cm高落下時50%爆炸。45cm落高時100%爆炸。
爆發點270~300℃(也有資料介紹290~310℃)。
3.安定性
只要不含過量的水,其化學和物理安定性都很高,可長期貯存而不變質,也不與金屬起作用。雖然當溫度高于70℃時,會由于硫的揮發而改變黑火藥組成,但溫度高至120℃時,組分間尚無化學反應。在潮濕的環境中,黑火藥很快吸濕而變質,嚴重時甚至不能點燃。
4.吸濕性
黑火藥的吸濕性強,其吸濕速度和程度取決于黑火藥的組成和環境的溫、濕度。當其吸濕后,燃速減慢,水分含量大于2%時,燃燒性能顯著變壞;當水分含量達15%時,就不能燃燒了。一般水分含量在0.2%~0.3%時為最佳含水量。
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