Большая Советская Энциклопедия (ВЗ) - [16]

Взрывчатые вещества

Взры'вчатые вещества' (ВВ), химические соединения или смеси веществ, способные к быстрой химической реакции, сопровождающейся выделением большого количества тепла и образованием газов. Эта реакция, возникнув в какой-либо точке в результате нагревания, удара, трения, взрыва другого ВВ или иного внешнего воздействия, распространяется по заряду за счёт передачи энергии от слоя к слою с помощью процессов тепло- и массопереноса (горение ) либо ударной волны (детонация ). Скорость горения различных ВВ колеблется от долей мм/сек до десятков и сотен м/сек , скорость детонации может превышать 9 км/сек .

  Взрывчатыми могут быть конденсированные (твёрдые и жидкие) вещества, газы, а также взвеси частиц твёрдых или жидких веществ в газах. Во взрывной технике применяются конденсированные и водонаполненные ВВ, преимущество которых заключается в значительной концентрации энергии в единице объёма. В сочетании с большой скоростью процесса это позволяет получать при взрыве огромные мощности. Так, по заряду из 1 кг   гексогена, объём которого 0,6 л , а теплота взрыва 5,4 Мдж (1300 ккал ), детонация может пройти за 10 мксек (1·10^-5сек ), что соответствует мощности 500 млн. квт (в десятки раз больше, чем мощность самой крупной электростанции). Реакция при детонации идёт так быстро, что газообразные продукты с температурой несколько тысяч градусов оказываются сжатыми в объёме, близком к исходному объёму заряда, до давлений в десятки Гн/м² (сотни тысяч кгс/см² ). Резко расширяясь, сжатый газ наносит по окружающей среде удар огромной силы. Происходит взрыв . Материалы, находящиеся вблизи от заряда, подвергаются дроблению и сильнейшей пластической деформации (местное, или бризантное, действие взрыва); вдали от заряда разрушения менее интенсивны, но зона, в которой они происходят, гораздо больше (общее, или фугасное, действие взрыва). Давление р , развивающееся при детонации и определяющее бризантность ВВ, зависит от плотности заряда и скорости детонации. Фугасность, или работоспособность, ВВ определяется теплотой, а также объёмом газообразных продуктов взрыва. Обычно работоспособность выражают в относительных единицах, используя в качестве стандартного ВВ тротил (см. Тротиловый эквивалент ), гремучий студень или аммонит № 6, либо в единицах энергии.

  Помимо способности производить ту или иную работу, области применения ВВ определяются их химической и физической стойкостью (т. е. способностью сохранять свои свойства в процессе снаряжения, транспортировки и хранения) и чувствительностью к внешним воздействиям, характеризуемой минимальным количеством энергии, необходимым для возбуждения взрыва. Важной характеристикой ВВ является также их детонационная способность, мерой которой служит критический диаметр детонации, т. е. наименьший диаметр цилиндрического заряда, при котором детонация ещё распространяется, несмотря на разброс вещества из зоны реакции. Детонационная способность ВВ тем больше, чем меньше критический диаметр. Основным источником энергии взрыва является окисление. Окислителем обычно служит кислород, который входит в состав ВВ и обеспечивает возможность их горения и взрыва без доступа воздуха. Чем больше кислорода в ВВ, тем выше их кислородный баланс. Если кислорода достаточно для превращения всего углерода ВВ в CO₂ , а водорода — в H₂ O, кислородный баланс ВВ равен нулю. У ВВ с недостатком кислорода он отрицателен, с избытком — положителен. Способностью к взрыву обладают и некоторые вещества, не содержащие кислорода, — азиды , ацетилен, ацетилениды, диазосоединения, гидразин , йодистый и хлористый азот, смеси горючих веществ с галогенами , «замороженные» радикалы свободные , соединения инертных газов и др. Большинство из них, так же как многие кислородсодержащие соединения (перекиси, озониды, органические соли хлорной и хлорноватой кислот, нитриты , нитрозосоединения и др.), относятся к взрывоопасным веществам, но вследствие слишком высокой чувствительности, малой химической стойкости, токсичности, дороговизны и т.п. как ВВ не применяются. Некоторые взрывчатые смеси горючих веществ с окислителями (хроматами, бихроматами, перекисями, окислами, нитратами, хлоратами и т.п.) используются как пиротехнические составы (см. Пиротехника ).

  Из многих способных к взрыву соединений в качестве ВВ и компонентов взрывчатых смесей применяют лишь 2—3 десятка веществ. Основные из них — нитросоединения (тринитротолуол , тетрил , гексоген , октоген , нитроглицерин , тетранитропентаэритрит — тэн, нитроклетчатка, нитрометан и др.) и соли азотной кислоты, особенно нитрат аммония. Как правило, эти вещества применяют не в чистом виде, а в виде смесей, например смеси октогена, гексогена и тэна с тротилом, нитроглицерина с нитрогликолем , диэтиленгликольдинитратом и нитроклетчаткой (см. Динамиты и Баллиститы ), тротила с нитратом аммония (см. Аммониты ), смеси аммиачной селитры с жидкими (например, соляровым маслом) и порошкообразными (например, древесной мукой, порошкообразным алюминием) горючими веществами (см. Динамоны