مواد منفجره (به اختصار مواد منفجره) ترکیبات شیمیایی خاص و همچنین مخلوط آنها هستند که می توانند تحت تأثیر شرایط خارجی یا فرآیندهای داخلی جاری منفجر شوند، در حالی که گازهای بسیار داغ تشکیل شده و گرما آزاد می شود. سه گروه از مواد منفجره با حساسیت متفاوت در برابر تأثیرات خارجی و انواع مختلف انفجار وجود دارد. اینها عبارتند از: آغازگر، رانش و همچنین مواد انفجاری. این مقاله اطلاعاتی در مورد مواد منفجره قوی و کاربردهای آنها ارائه می دهد.
مفاهیم کلی
انفجار تبدیل سریع یک ماده منفجره به مقدار قابل توجهی از گازهای بسیار فشرده و گرم شده است که در حال انبساط، کار زیر را انجام می دهند: حرکت می کنند، خرد می کنند، نابود می کنند، پرتاب می کنند.
منفجره به معنای مخلوط مکانیکی یا ترکیباتی از عناصر شیمیایی است که می تواند به سرعت به گاز تبدیل شود. انفجار شبیه سوزاندن زغال سنگ یا هیزم است، اما در سرعت بالای این فرآیند که اغلب ده هزارم ثانیه است، متفاوت است. ATبسته به سرعت تبدیل، انفجارها به شرح زیر تقسیم می شوند:
- احتراق. انتقال انرژی از یک لایه ماده به لایه دیگر به دلیل هدایت گرما است. فرآیند احتراق و تشکیل گازها با سرعت کم انجام می شود. چنین انفجاری مشخصه باروت است که در آن گلوله به بیرون پرتاب می شود، اما آستین آن از بین نمی رود.
- انفجار. انرژی تقریباً بلافاصله از لایه ای به لایه دیگر منتقل می شود. گازها با سرعت مافوق صوت تشکیل می شوند، فشار به سرعت افزایش می یابد و تخریب شدید رخ می دهد. چنین انفجاری در RDX، آمونیت، TNT ذاتی است.
برای شروع فرآیند انفجار، ضربه خارجی روی ماده منفجره مورد نیاز است که می تواند از انواع زیر باشد:
- انفجار - انفجار در کنار ماده منفجره دیگر؛
- حرارتی - گرمایش، جرقه، شعله؛
- واکنش شیمیایی - شیمیایی؛
- مکانیکی - اصطکاک، ضربه، ضربه.
مواد منفجره به تأثیرات خارجی واکنش متفاوتی نشان می دهند:
- برخی می توانند به سرعت منفجر شوند؛
- دیگران فقط به برخی از اثرات حساس هستند؛
- سوم می توانند حتی بدون هیچ تاثیری روی آنها منفجر شوند.
خواص اساسی BB
خواص اصلی آنها عبارتند از:
- حساسیت به تأثیرات خارجی؛
- brisance;
- حالت کل مشخصه؛
- میزان انرژی آزاد شده توسط انفجار؛
- مقاومت شیمیایی؛
- انفجار سریع؛
- تراکم;
- قابلیت انفجار؛
- مدت و شرایطوضعیت سالم.
هر ماده منفجره را می توان با جزئیات با استفاده از تمام ویژگی های آن توصیف کرد، اما در بیشتر موارد از دو مورد از آنها استفاده می شود:
- بریسنس (شکستن، له کردن، شکستن). یعنی توانایی یک ماده منفجره برای ایجاد اقدامات مخرب است. هر چه برسانس بالاتر باشد، گازها در حین انفجار سریعتر تشکیل می شوند و انفجار با نیروی بیشتری رخ می دهد. در نتیجه، بدنه پرتابه به خوبی له می شود، قطعات با سرعت زیاد پراکنده می شوند و یک موج ضربه ای قوی ایجاد می شود.
- منفجره بودن معیاری برای سنجش کارایی یک ماده منفجره است که اقدامات تخریبی، پرتابی و غیره انجام می دهد. تاثیر اصلی بر آن حجم گاز آزاد شده در حین انفجار است. مقدار زیادی گاز می تواند کارهای زیادی انجام دهد، به عنوان مثال، بتن، خاک، آجر را از منطقه انفجار بیرون می اندازد.
مواد انفجاری قوی برای انفجار در معادن، هنگام از بین بردن جمجمه های یخ و ساخت گودال های مختلف مناسب است. در ساخت پوسته ابتدا به برینس توجه می کنند و قابلیت انفجار به پس زمینه می رود.
طبقه بندی
مواد منفجره دارای چندین طبقه بندی هستند. بر اساس خواص آنها، آنها به شرح زیر طبقه بندی می شوند:
- شروع کننده - برای تضعیف سایر مواد منفجره استفاده می شود. نسبت به عوامل آغازگر حساسیت بالایی دارند و سرعت انفجار بالاتری دارند. و همچنین به آنها مواد منفجره اولیه نیز گفته می شود که قادر به انفجار در اثر ضربه مکانیکی ضعیف هستند. به گروهشامل: دیازودینی تروفنول، فولمینات جیوه.
- مواد منفجره قوی - مشخصه آن بریانس بالا است و به عنوان شارژ اصلی برای بیشتر مهمات استفاده می شود. اینها مواد منفجره ثانویه هستند که نسبت به مواد منفجره اولیه حساسیت کمتری نسبت به تأثیرات خارجی دارند. در ترکیب شیمیایی خود حاوی نیترات و ترکیبات آنها دارای اثر انفجاری قوی هستند. مقدار کمی از مواد آغازگر برای انفجار آنها استفاده می شود.
- پرتاب - به عنوان منبع انرژی برای پرتاب گلوله، گلوله، نارنجک استفاده می شود. اینها شامل انواع مختلف سوخت موشک و باروت است.
- ترکیبات پیروتکنیک - برای مهمات ویژه استفاده می شود. سوزاندن، آنها یک اثر مشخصه می دهند - سیگنال، روشنایی.
علاوه بر این، با توجه به شرایط بدنی آنها عبارتند از:
- سخت؛
- مایع;
- گاز؛
- امولسیون;
- تعلیق؛
- پلاستیک؛
- ژلاتینی؛
- الاستیک.
Brazing BB
مواد بریزانت نام خود را از کلمه فرانسوی briser گرفته اند که در ترجمه به روسی به معنای شکستن، خرد کردن است. چنین مواد منفجره می تواند ترکیبات شیمیایی جداگانه باشد - PETN، TNT، نیتروگلیسیرین، یا مخلوط - دینامیت ها، دینامون ها، آمونیت ها. آنها از تکانه های ساده منفجر نمی شوند: یک پرتو شعله یا یک جرقه، که برای منفجر کردن مواد آغازگر کافی است. حساسیت کم مواد منفجره در برابر حرارت، اصطکاک و ضربه ایمنی را تضمین می کندکار با آنها از آنها برای ساخت بمب های تکه تکه و هوانوردی، دریا و مین های مهندسی استفاده می شود، جایی که یک انفجار قوی همراه با تکه تکه شدن پوسته پرتابه مورد نیاز است.
طبقه بندی قدرت
مواد بالا و شروع کننده با هم استفاده می شوند. انفجار در مواد منفجره ثانویه با انفجار ماده منفجره اولیه تحریک می شود. مواد منفجره بریزانت قدرت را افزایش، عادی و کاهش داده است.
مواد با قدرت افزایش یافته نسبت به تأثیرات خارجی حساس ترین هستند، بنابراین اغلب در مخلوط با موادی که حساسیت را کاهش می دهند یا قدرت معمولی دارند استفاده می شوند. و همچنین می توان از آنها برای چاشنی های میانی استفاده کرد.
مواد انفجاری با قدرت بالا
مواد منفجره با قدرت افزایش یافته سرعت انفجار بالایی دارند و در هنگام انفجار مقدار قابل توجهی گرما آزاد می کنند. آنها به تکانه های خارجی بسیار حساس هستند.
انفجار از هر چاشنی رخ می دهد، از جمله برخورد گلوله تفنگ. هنگامی که در معرض شعله باز قرار می گیرند، به شدت می سوزند، بدون انتشار دوده و دود، با شعله روشن، انفجار امکان پذیر است. به این گروه از مواد تعلق دارد:
- Teng پودری سفید رنگ است که از کریستال ها تشکیل شده است. این ماده انفجاری با فلزات و آب واکنش نمی دهد، در استون رقیق می شود و آسیب پذیرترین ماده در برابر تأثیرات خارجی در نظر گرفته می شود. برای طناب های انفجار، چاشنی های کمکی و درپوش های چاشنی استفاده می شود.
- تتریل یک پودر کریستالی متمایل به زرد با طعم شور است. به خوبی با استون و بنزین رقیق می شود، به شدت با الکل رقیق می شود، با فلزات حل نمی شود.واکنش نشان می دهد، به خوبی تسلیم پرس می شود. برای ساختن چاشنی ها استفاده می شود.
- RDX یکی از درخشان ترین مواد است که از کریستال های سفید کوچک، بی بو و بی مزه تشکیل شده است. با آب و فلزات واکنش نشان نمی دهد، فشار ضعیفی دارد. انفجار از تأثیر خارجی رخ می دهد، با صدای خش خش، شعله ای به رنگ سفید روشن می سوزد. برای برخی از نمونه‌های کلاهک انفجار، ساخت مخلوط برای انفجارهای صنعتی، معادن دریایی استفاده می‌شود.
مواد منفجره قوی با قدرت معمولی
این مواد ماندگاری طولانی دارند (به استثنای دینامیت ها)، به طور قابل توجهی تحت تأثیر عوامل خارجی قرار نمی گیرند، در استفاده عملی ایمن هستند.
مواد منفجره قوی شامل:
- TNT یک ماده کریستالی متمایل به زرد یا قهوه ای با طعم تلخ است. نقطه ذوب 81 درجه سانتیگراد و نقطه اشتعال 310 درجه سانتیگراد است. در هوای آزاد، سوزاندن TNT با شعله ای زرد رنگ با دوده قوی بدون انفجار همراه است و انفجار می تواند در داخل خانه رخ دهد. ماده ای با فلزات فعالیت شیمیایی از خود نشان نمی دهد، عملاً به شوک، اصطکاک و اثرات حرارتی حساس نیست. با اسید کلریدریک و سولفوریک، بنزین، الکل و استون تعامل دارد. به عنوان مثال، هنگامی که گلوله تفنگ شلیک می شود، ریخته می شود و فشار داده می شود، TNT مشتعل نمی شود و هیچ انفجاری رخ نمی دهد. برای مهمات از آن در آلیاژهای مختلف و به صورت خالص استفاده می شود. این ماده به شکل چکرز فشرده در اندازه های مختلف استفاده می شود.هنگام انجام کار تخریب.
- پیکریک اسید یک ماده انفجاری به شکل کریستال هایی است که رنگ زرد و طعم تلخی دارد. نسبت به تی ان تی نسبت به گرما، ضربه و اصطکاک حساس تر است و با شلیک گلوله تفنگ می تواند منفجر شود. شعله هنگام سوختن زیاد دود می کند. با تجمع زیاد ماده، انفجار رخ می دهد. در مقایسه با TNT، اسید پیکریک ماده منفجره قوی تری است.
- دینامیت ها - دارای فرمولاسیون های مختلف و حاوی نیتروگلیسیرین، نیترواسترها، نمک نمک، آرد چوب و تثبیت کننده ها هستند. کاربرد اصلی اقتصاد ملی است. خاصیت اصلی دینامیت ها مقاومت در برابر آب و قدرت قابل توجه است. نقطه ضعف آنها افزایش حساسیت به تأثیرات حرارتی و مکانیکی در نظر گرفته می شود. این نیاز به مراقبت در هنگام حمل و نقل و انفجار دارد. پس از شش ماه، دینامیت ها توانایی خود را برای انفجار از دست می دهند. علاوه بر این، آنها در دمای منفی حدود 20 درجه سانتیگراد یخ می زنند و در حین کار خطرناک می شوند.
کاهش توان BB
مواد بریزانت کم توان به دلیل سرعت انفجار کم و گرمای کم، عملکرد را کاهش داده اند. آنها از نظر خواص بریزانس نسبت به موادی که قدرت معمولی دارند، اما قابلیت انفجار یکسانی دارند، پایین تر هستند. پرمصرف ترین مواد منفجره از این گروه بر پایه نیترات آمونیوم ساخته می شود. این موارد عبارتند از:
- نیترات آمونیوم یک ماده کریستالی سفید یا زرد است که یک کود معدنی کاملاً محلول در آب است. او متعلق به افراد بی احساس استمواد منفجره کم از آتش و جرقه مشتعل نمی شود، فرآیند احتراق فقط در یک کانون قوی شعله شروع می شود. هزینه کم نیترات آمونیوم این امکان را فراهم می کند که با افزودن مواد منفجره یا مواد قابل احتراق به آن مواد منفجره ارزان قیمت تولید شود.
- Dynamons مخلوطی از نیترات آمونیوم با مواد قابل احتراق اما غیر قابل انفجار مانند زغال چوب، ذغال سنگ نارس یا خاک اره است.
- آمونال ها مخلوطی برای انفجارهای حاوی نمک نمک هستند، با افزودن مواد افزودنی قابل احتراق و انفجار و پودر آلومینیوم برای افزایش گرمای انفجار.
همه انواع مواد منفجره قوی مبتنی بر نیترات آمونیوم برای استفاده بی خطر هستند. آنها هنگام مالش، ضربه زدن، گلوله تفنگ به هوا پرواز نمی کنند. روشن در هوا، آنها بی سر و صدا، بدون انفجار، با شعله زرد با دوده می سوزند. برای نگهداری، آنها را در مکان هایی با تهویه مناسب نگهداری می کنند. گاهی اوقات اسیدهای چرب و سولفید آهن به نمک نمک اضافه می شود که به ماندگاری طولانی مواد منفجره در آب بدون از دست دادن خواص کمک می کند.
استفاده از مواد منفجره قوی
مواد منفجره قوی مواد منفجره ثانویه ای هستند که انفجار نوع اصلی تبدیل مواد منفجره است که به دلیل شارژ کوچک ماده منفجره اولیه برانگیخته می شود. آنها دارای توانایی خرد کردن و شکافتن هستند. از آنها برای پر کردن مین، وسایل مختلف برای تضعیف، اژدر و پوسته استفاده می شود. مواد با خواص انفجاری منبع متمرکز و اقتصادی انرژی مکانیکی هستند. آنها به طور گسترده در اقتصاد ملی استفاده می شوند.بیشتر سنگ معدن غیر آهنی، و همچنین تقریباً کل حجم فلزات آهنی، با استفاده از انفجار استخراج می شود.
مواد منفجره قوی کاربرد خود را در زمینه های زیر پیدا کرده اند:
- برای توسعه درزهای زغال سنگ و ذخایر معدنی؛
- خاکریز برای راه‌آهن و جاده؛
- سدسازی؛
- حفر کانال های آب؛
- خطوط لوله گاز و نفت؛
- توسعه شفت های معدن.
مواد انفجاری در کجای دیگر استفاده می شود؟ علاوه بر موارد فوق، از آنها استفاده می شود:
- هنگام متراکم کردن خاک؛
- اجرای سیستم های آبیاری؛
- مبارزه با آتش سوزی جنگل;
- تسطیح و پاکسازی منطقه.
تحقیق و توسعه همچنین برای گسترش استفاده از این انرژی انفجاری قدرتمند - تسریع فرآیندهای شیمیایی با استفاده از فشارهای بالا، بارندگی مصنوعی و حفاری انفجاری در حال انجام است.
شیمی و فناوری مواد منفجره قوی
مولکولهای ترکیبات شیمیایی یا مخلوط آنها که حاوی مقدار معینی انرژی شیمیایی هستند، مواد اشباع از انرژی نامیده می شوند. انرژی در نتیجه تبدیلی که تحت تأثیر عوامل خارجی رخ می دهد به نور، مکانیکی یا حرارتی تبدیل می شود.
ترکیبات پیروتکنیک، باروت و سایر مواد منفجره از جمله معروف ترین انواع مواد اشباع شده با انرژی هستند. انرژی شیمیایی موجود در آنها به دلیل جریان سریع انفجار به اشکال دیگر تبدیل می شود. مقدار قابل توجهیگرمای ساطع شده در اثر انفجار معیار اصلی عملکرد آن است. مواد منفجره قوی به عنوان منابع فشرده و قدرتمند انرژی مکانیکی به طور گسترده در صنایع مختلف استفاده می شود.
