黑火药延期药制造

第十章黑火药延期药制造第一节

黑火药制造黑火药的发展及用途孙思邈发明现在主要用途：

延期药(秒级)导火索点火药鞭炮、火焰、狩猎等工程上可用于采石形状有粉状，粒状等，导火索使用粉状。组分及分类：i

)

组成①氧化剂：硝酸钾②可燃剂：木炭、硫硫还有其它作用：

(1)粘合剂的作用

(2)提高黑火药的热感度(3)阻止燃烧时产生有毒物质(CO、KCN)碳与硝酸钾作用，硫可起到接触剂的作用，使黑火药发火点降低，火焰感度提高。有硫时生成

K₂SO₄,

有防止生成K、KCN、CO。提高热感度原因：有S:

2KNO₃+S(熔)→K₂SO₄+2NO

(反应温度较低)无

S:

2KNO₃+C→K₂CO₃+NO+NO₂(反应温度较高)因为C氧化是借助

NO、NO₂

进行的2NO+C→CO₂+N₂

NO+NO₂+2C→CO₂+CO+N₂阻碍有毒物生成的原因：无S时：

2KNO₃+3C→K₂CO₃+CO₂+CO+N₂K₂CO₃+2C→2K+3CO2K+2C+N₂

→2KCN

(有剧毒)高温汽化有S时：生成

K₂SO、K₂S、不生成

K2KNO₃+C+S→K₂SO₄+CO₂+N₂K₂SO₄+2C→K₂S+2CO₂无K不能生成KCN,CO

生成量也减少。黑火药的典型配比：

硝酸钾75%,

炭15%,

硫10%黑火药分类①导火索用药②矿用药(采石)

③

发射药④点火药黑火药性理化性质：外观黑色

75～80%

(黑炭药，碳80~85%)

黑灰色

(褐炭药，碳70～75%)

60~70%

灰色

栗炭药，碳50～55%有粉状及粒状(豆形，方形，棱形等)吸湿性：有吸湿性，水分>2%

燃速急速下降；水分>15%

不燃。假密度：与配比及粒度有关。典型配比，粉状药假密度为0.35克/厘米3化学安定性：常温干燥时，长存不变.

(国外存200年不变)与金属无作用，

70℃

以上硫挥发(少量),100℃以上硫熔融。爆炸性质①

分解反应式(代表式)2KNO₃+S+3C→K₂S+3CO₂+N₂②

爆炸物理参数爆速(标准配比)

p=1

克/厘米3,300～400m/s威力小，约为TNT的10%

(约28毫升)爆发点：

粉

：

265～270℃粒：

310～315℃燃烧温度约1200℃(对铜与铜摩擦感度较小)c

热感度

粉状药，火焰感度敏感。加热感度较钝感，爆发点高于黑索金(215～230℃

),低于TNT(295~300℃)。不敏感，低于TNT等。极不敏感，硬物间摩擦发火。③

敏感度a

冲击感度b

摩擦感度影响黑火药燃速的因素i)

配比变化对燃速的影响①

硝酸钾加入量的影响以硝酸钾75%,

硫10%,

炭15%为基础。a

硝酸钾增大，硫不变，炭减小，燃速减小；原因：炭减少，放热减少，燃速减小；b

硝酸钾减少，炭与硫增大，燃速减小；原因：氧减少，二氧化碳减少，

一氧化碳

增大，放热减少，燃速减少。②硫加入量的影响硝酸钾不变，硫增大，炭减少，燃速减小；原因：放热减小，燃烧热减小。S

——

2.2

千卡/克C——

7.8

千

卡

/

克

(

CO₂

)2

.

2千卡/克

(

CO

)③木炭加入量影响硫不变炭增大，硝酸钾减少，燃速增大；硝酸钾不变，硫减少，炭增大，燃速增大；原因：发热量增大(燃烧热增加)。木炭炭化度(含碳量)也产生影响.含碳量增加，燃速增加，燃烧热增加.中等炭化度含碳70~

80%,易点燃，杂质较少，并含有易点燃的挥发物。ii)

其它因素对燃速影响①气体压力影响

气体降至350

mmHg,

可熄灭②装药密度影响

D

增大，燃速减小③水分含量影响

水

分

>15%可能不燃黑火药制造工艺要求了解：①

工艺流程简图；②

木炭种类及对黑火药的影响；③

原料的加工方法；④

黑火药的混合方法；⑤

操作黑火药安全注意事项。第二节

延期药制造延期药用途和组成用途：控制由点火至爆炸时间(民用、军用)要

求

：

(毫秒延期)a

燃速快而均；b

气态产物少；c

易点燃，机械感度低；d

性质安定，不与壳体起变化；e

原料丰富，加工容易；基本组成：

氧化剂、可燃剂、燃速调整剂和粘合剂。(1)氧化剂①种类氯酸盐及过氯酸盐类：

氯酸钾、(过)高氯酸钾(KCLO₄)等。铬酸盐及重铬酸盐类：

铬酸钡、重铬酸钡(BaCr₂O₇

)等。硝酸盐类：

硝酸钾、硝酸钠等。高锰酸盐类：

高锰酸钾

(

KMn₂O₄

)

等。氧化物及过氧化物类：

四氧化三铅(Pb₃O₄

),

过氧化钡(BaO₂)

等。②

氧化剂性质对延期药性能影响a

熔点：

低，燃速快，易点燃，感度高。高，燃速慢，难点燃，感度低。原因：熔点与分解温度有关，高于熔点即分解。b

有效氧量：低，燃速慢；高，燃速快。原因：

氧多氧化能力强。c

分解热：放热，燃速快，感度高。吸热，燃速慢，感度低。原因：放热，易分解放氧。d

分解生成物：

气体少，燃速稳定。原因：气体易在药层中窜动。e

吸湿性：

易，燃速易变。原因：水分增加，燃速变慢。毫秒延期药氧化剂选择主要注意：燃烧速度；安定性；机械感度。(2)可燃剂a

可燃剂的种类：金属类：镁、铝、锰、锆、铁等。非金属类：硅、硒、硼、碲等。硫化物类：三硫化二锑

(Sb₂S₃)、

五硫化二锑(Sb₂S₅)

等。合金类：硅铁

(Fe-Si

)、

硅钙

(Ca-Si

)、

镍锆

(Zr-Ni

)

等。b

可燃剂性质对延期药性能的影响①燃烧热：大，燃烧快(适于毫秒延期)②化学活性：活性强，燃速快。

(要注意易氧化)③燃烧产物：凝聚相多，气体少，药剂燃速稳定。(3)燃速调整剂(缓燃剂)a

弱可燃剂硫化锑，放热少，熔点500-550℃Sb₂S3----

放热1.4千卡/克，但与

Ba0₂合用燃速也快。硒

熔点

217-220℃

Se----放热0.7千卡/克硅

熔点低，吸热。

Si

----放热7.4千卡/克b

弱氧化剂二氧化铅

有效氧---7%铬酸铅

有效氧---8%有效氧量较少或分解温度较高。c

惰性物硅藻土、氟化钙等，有吸热、吸气或稀释作用。(4)粘合剂(分活性及钝性粘合剂)作用：造粒，流散性好，安全性好

(钝感)常用：硝化棉、虫胶、骨胶、聚乙烯醇等。加量不宜过多，

一般在0.5%以下。有时不加，如五芯铅管拔制。铅丹—硅铁一硫化锑铅丹—硅一硫化锑过氧化钡—硫化锑用硅(98%)代替硅铁(75%),易

粉碎，燃速快，精度好。外加硫化

锑不大于30%。过氧化钡：硫化锑=3～4:1用改变配比及加入硅藻土调秒量，燃

烧温度低，瓦斯引爆率低。(缺点为

燃速易变)。铅丹：硅铁=8:2或75:25(基药)硫化锑为调整剂，外加量不大于25%。我国延期药发展史国内延期药常用配比铅丹：硅

多用3～5:1

基药，外加硫化锑5～30%调燃速。也可加入含硅量的5～50%硒。也可加硅藻土，氟化钙适量。粘合剂适量(铅管式延期元件一般不加)。生产中应注意的延期药的某些性质a

压力波先行现象压力波先行于燃烧波，速度为燃烧波10倍以上。压力波形成：药头燃烧气体，分解氧等。压力不同会对燃速产生影响。b

层状龟裂及振动燃速现象延期药为薄层状燃烧，易被分解推动形成龟裂。药层厚度

0.2～0.4

mm龟裂宽度

0.1～0.2

mm"忽明忽暗"现象c

减小龟裂及振动燃烧办法：①

密度要大；②

可燃剂颗粒要小；③

卡口严密；④

分解氧不易过多；⑤

气体产生少。①

铅丹纯度：纯度高，燃速快，精度好。

原因：纯度高，含氧多，易分解。②

硅纯度：纯度高，燃速快，精度好。

原因：含铁少，易粉碎，细度高。③调整剂纯度：纯度高，调整作用显著。(2)

原料细度影响细度高，燃速快，精度好。

(细而均)原因：可燃剂细，燃烧易。氧化剂分解放氧易，细度影响小。影响延期药燃烧性能的因素(1)

原料纯度影响(3)混合均匀度影响混合时间长，均匀度增加，燃速增加，

精度提高。原因：组分分散均匀，并有磨细作用。(4)延期药密度影响密度大，燃速慢，精度高。原因：龟裂减小，振动燃烧减弱，在

p=3

克/厘米3以上，压药压力

800

公斤童米?(5)延期药药量及装药长度影响药量增加，药高增加，药柱长度增加。

燃烧时间变长，精度相对提高。原因：由药高造成的误差相对下降。中原正二研究：点火后在1

mm厚度同时燃烧，

在2

mm处正常燃烧，药高h<2mm

可击穿，不起延期作用，所以药高不得小于3

mm。(6)

延期药湿度影响含水量增加，燃速变慢，不大于0.

1%(7)

引火药头药量影响

(气室压力30

公斤/以上)药头大，点火力强，着火延滞期短，气室压力大，燃速快。(8)装药直径影响直径小，燃速慢。直径超过一定值，即极限直径后，不明显；如小于临界直径，燃烧会熄灭。延期药的敏感度：冲击感度较钝感；摩擦感度极敏感；热感度较低(发火点约500

℃

以上)

,

铅丹—硅延期