含能材料的研究進(jìn)展歷程探討

沙 鵬 冷倚安 呂 東

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含能材料的研究進(jìn)展歷程探討

沙 鵬 冷倚安 呂 東

（沈陽理工大學(xué) 裝備工程學(xué)院 遼寧沈陽 110000）

在當(dāng)今社會，含能材料扮演著重要的角色，這表現(xiàn)在各個方面。本文是根據(jù)含能材料的定義，作用以及其他的方面來進(jìn)一步探究其發(fā)展歷程。主要論述的是關(guān)于軍事裝備的含能材料。探究含能材料的發(fā)展歷程，也就是說，探究它的起源發(fā)展，現(xiàn)狀，以及未來的發(fā)展趨勢。

含能材料；發(fā)展；裝備

一、含能材料概述

（一）含能材料的定義

含能材料，是指能迅速釋放大量能量并對外做功的物質(zhì)。其表征為該類物質(zhì)多具有爆炸性、爆燃性或其他經(jīng)過特定激發(fā)條件會高速率高輸出釋放大量能量的物質(zhì)。

而對于含能材料來說，也有其他的定義。含能材料是一類含有爆炸性基團(tuán)或含有氧化劑和可燃物，在一定外界能量刺激下，能夠獨立進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，并釋放大量能量（通常為氣體和熱）的化合物或混合物。一般含能材料包含了火口藥，炸口藥，燃?xì)獍l(fā)生劑煙火藥劑，火工品等。

（二）含能材料的性能

1、含能材料的固有性能

（1）密度

不同于上世紀(jì)比較落后的武器，當(dāng)代武器有著極高的要求。而要滿足這些武器的要求的還能材料，就需要有著極高的密度，這就是含能材料的固有性能之一的密度。

（2）力學(xué)性能

材料的力學(xué)性能主要是指，材料的可塑性，硬度，強度，等等。所以說力學(xué)性能也是含能材料的固有性能之一

（3）安定性

安定性指的是在一定條件下，材料的物理化學(xué)性能不超過允許范圍變化的能力，含能材料需要一定的安定性才能保持其更優(yōu)化的作用。

（4）相容性

指的是和其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的能力，物質(zhì)不是單一的存在，所以，和其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的能力就顯得很重要了，也就是說，含能材料的相容性也是至關(guān)重要的。

2、含能材料表征的性質(zhì)：

（1）標(biāo)準(zhǔn)生成焓——單質(zhì)狀態(tài)下的穩(wěn)定單質(zhì)（原料）合成含能材料本身所產(chǎn)生的焓變。這是含能材料最基本的熱力學(xué)參數(shù)，直接影響燃燒熱和爆溫。

（2）感度——含能材料在外界能量作用下發(fā)生爆炸的難易程度。爆炸類型和使用條件的選擇，感度有客分為撞擊感度，溫度感度，沖擊波感度，電火花感度等.....感度沒有一個通用的標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)具體情況而定，并不是越高越好或者越低越好。

（3）爆容——含能材料爆炸時產(chǎn)生氣體的體積。

（4）爆速——爆炸時的爆轟波在含能材料內(nèi)傳播的速度。這是極其重要的含能材料參數(shù)。

（5）爆壓——含能材料爆轟時爆轟陣面的壓力。這與含能材料的威力息息相關(guān)。

二、含能材料的起源以及發(fā)展

（一）最初的黑火藥

說到含能材料就不得不提始祖黑火藥，黑火藥最早的確是由中國東晉人，葛洪在《抱樸子》中記載的。不過那時候，它還并不是炸口藥，葛洪認(rèn)為，用硝石、武當(dāng)山雄黃、松脂和豬大腸脂肪混合可以制成一種丹藥，“服之皆令長生，百病除”。這種思想顯然是錯誤的，不過呢，事情總會有轉(zhuǎn)機(jī)。

隨著古代煉丹家，醫(yī)學(xué)家對火藥性質(zhì)的深入研究，發(fā)現(xiàn)它并不能令人延年益壽，反而越來越多的開始介紹它的燃燒性能。

唐初醫(yī)學(xué)家孫思邈（581—682）在《丹經(jīng)內(nèi)伏硫磺法》中記載硝石、硫磺和炭化皂角子混合后用火點燃后能猛烈燃燒。成書于9世紀(jì)中葉至五代的《真元妙道要略》（一說鄭思遠(yuǎn)所著）記載：“有以硫磺、雄黃合硝石并蜜燒之，焰起，燒手面及燼屋舍者”。公元904年，楊行密軍圍攻豫章（今江西南昌），部將鄭璠命所部“發(fā)機(jī)飛火，燒龍沙門，率壯士突火先登入城，焦灼被體”，這是火藥最早使用于軍事記載。

隨后黑火藥作為中國四大發(fā)明之一傳入西方，統(tǒng)治了軍用武器近1000年。西班牙人正是拿著使用黑火藥的火繩槍征服了美洲；英國人又用威力更大的火炮擊垮了西班牙；在日本，織田信長的部隊用火繩槍將武田騎兵掃入了垃圾桶......黑火藥作為含能材料的祖師，深刻的改變了近代的戰(zhàn)場。

（二）工業(yè)革命之后

進(jìn)入工業(yè)革命之后，隨著化學(xué)的大發(fā)展，含能材料也迅速的豐富起來。新發(fā)展的軍事技術(shù)又反過來對含能材料提出了更高的要求。

首先是大家耳熟能詳?shù)恼ㄋ帲趸视汀?847年首先報道了硝化甘油的合成，不過常有人誤解“硝化甘油”是瑞典化學(xué)家阿爾弗雷德·諾貝爾發(fā)明的。事實上諾貝爾發(fā)明的是在1866年利用硝酸甘油發(fā)展高穩(wěn)定性、防誤爆的硝酸甘油硅藻土炸藥。1864年，在試制過程中生產(chǎn)硝化甘油的工廠甚至爆炸，諾貝爾的弟弟耶米爾被炸死。不過功夫不負(fù)有心人，諾貝爾在1866年發(fā)明了用硅藻土吸附硝化甘油的方法將這種油狀物，變成了一種較為溫和的爆炸物。

硅藻土的混合雖然一定程度上降低了硝化甘油的威力，但是也使得它更容易被制成想要的形狀。

三、含能材料的發(fā)展展望

隨著軍事裝備的發(fā)展，越來越先進(jìn)和優(yōu)良，含能材料也有了更大的發(fā)展和進(jìn)步。而對于含能材料的展望來說，往大了說，就是含能材料的未來的發(fā)展趨勢；往小了說，就是接下來的含能材料，會有什么更優(yōu)良的性能和應(yīng)用。無論怎么說，可以確定的是，在未來的發(fā)展歷程中，含能材料必將取得更大的進(jìn)步，含能材料必將使軍事裝備得到更大的發(fā)展。

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Energetic materials play an important role in today's society. This paper is based on the definition, function and other aspects of energetic materials to further explore the development process. This paper mainly discusses the energetic materials of military equipment. Explore the development of energetic materials, that is to say, to explore the origin of its development, the status quo, and future trends.

energetic materials; development; equipment

G322

B

1007-6344（2017）03-0311-01

沙鵬，生于 1997年01月05日。 漢族，籍貫陜西省 。在讀于沈陽理工大學(xué)裝備工程學(xué)院，特種能源技術(shù)與工程專業(yè)。