新型火工药剂理论与技术
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1.2 火工药剂的种类

1.2.1 火工药剂的分类

火工药剂可以根据火工品的性能要求,实现能量转换,输出不同形式的能量,如爆轰、爆燃或燃烧。根据本身发生固体快速反应时进行的能量转换形式的不同,可以分为起爆药、击发药、针刺药、点火药和延期药等。其中起爆药发生快速反应,能量转换做功输出的是爆轰;击发药、针刺药发生快速反应,能量转换做功输出的是爆燃;点火药、延期药发生快速反应,能量转换做功输出的是燃烧。

火工药剂根据药剂的组分,分为单质火工药剂和混合火工药剂。单质火工药剂通常指单质起爆药,它是一种单一化学成分的药剂,其分子内部含有特征爆炸基团或敏感的含能基团。传统的单质起爆药一直以来都是火工品的主要应用类型,包括重氮化合物类(如硝基重氮苯、二硝基重氮酚、硝基重氮苯高氯酸盐等)、叠氮化合物类(如叠氮化铅、叠氮化银、三硝基三叠氮苯等)、长链或环状多氮化合物类(如四氮烯、硝基唑、重氮胺基唑等)、硝基酚类的重金属盐(如苦味酸铅、斯蒂芬酸铅等)、乙炔的金属衍生物(如乙炔银、乙炔铜等)、有机过氧化物(如过氧化丙酮、六次甲基二胺过氧化物等)、重金属氯酸盐或高氯酸盐及其与肼络合配位化合物等。其中,叠氮化铅(LA)、斯蒂芬酸铅(LTNR)、四氮烯(TTZ)、二硝基重氮酚(DDNP)、硝酸肼镍(NNH)、高氯酸四氨·双(5-硝基四唑)合钴(BNCP)、高氯酸三碳酰肼合锌(GTX)是最常用的几种单质火工药剂。

混合火工药剂是由几种不同组分的药剂通过干混、湿混等物理方法及包覆、包结、共沉淀、共晶等化学方法制成的一大类火工药剂。按激发方式的不同,混合火工药剂又可分为击发药、针刺药、点火药、延期药,这些药剂可以根据不同的做功能力与装药结构等需求进行组分的调整。在混合火药剂中,以单质起爆药为重要组成部分,辅助的药剂可包括氧化剂、还原剂、可燃剂、敏化剂和黏合剂等。由此可以看出单质起爆药在分子结构上具有明显的爆炸基团,在混合火工药剂中仍然发挥着不可替代的重要作用。

1.2.2 火工药剂的特征基团

单质的火工药剂在受外界能量刺激时,引发爆炸反应的本质原因是化学键的断裂,故其分子结构中所含基团的稳定性对火工药剂的感度有着重要的影响。在常规单质火工药剂分子中,大都含有各种不稳定的基团,而它们的性质、数量及所在位置决定着火工药剂的感度。表1.1介绍了部分火工药剂中含有的主要特征基团。

表1.1 火工药剂的主要特征基团