走進含能材料大家族系列專題稿件（四）
—— 戰鬥主力：猛炸藥
我們知道，含能材料根據其用途和性質的不同，可分為火藥、炸藥、火工藥劑和煙火藥等，在各種分類中，炸藥是人們最為熟悉的詞語，甚至多數情況下，會將所有的含能材料籠統的稱之為炸藥，但實際上，炸藥的學名為“猛炸藥”，從名字上就可以看出，猛炸藥和其他含能材料，最大的區別就體現在一個“猛”字。
從熱力學的角度來說，炸藥是一種相對不穩定（亞穩態）的物質，在外界能量的作用下，能夠自行發生急劇的化學變化，在極短時間內突然釋放大量的能量，產生的爆炸產物快速向四周膨脹，產生強衝擊波，造成對周圍介質的破壞，這個過程稱之為化學爆炸，在化學爆炸的過程中，根據反應速率的快慢和化學反應波的形式，分別會發生爆轟、爆燃和快速燃燒的現象，並在一定條件下會相互轉化，比如在起爆藥一章就曾描述過起爆藥的燃燒轉爆轟的過程。猛炸藥與其他的含能材料相比，最大的特徵為爆炸的主要形式是爆轟，一旦被起爆，就會產生較高的爆速和強烈的破壞威力；另一方面，猛炸藥的感度一般較低，在日常的振動和輕微碰撞時，均能保持穩定，使用時，通常需要藉助起爆藥的作用才能激發爆轟。
炸藥按照組成，可以分為單質炸藥和混合炸藥兩大類。顧名思義，單質炸藥是指單一成分的化合物類炸藥。這種炸藥的分子內有特殊的分子基團，具有不穩定性，在外界一定的熱能和機械能的刺激下即可分解，引起爆炸反應。例如三硝基甲苯（TNT）、三硝基苯酚（苦味酸）、三硝基苯甲硝銨（特屈兒）、環三亞甲基三硝銨（黑索金、旋風炸藥）等都是具有一個或多個硝基的化合物。
實際上，單質炸藥在多數情況下，並不能同時滿足功能性、工藝性、安全性等各項指標。根據對炸藥的爆炸性能、安全性能、力學性能、耐環境性能的各種要求，往往在單質炸藥中加入其它添加劑以提高炸藥的綜合性能。
TNT和黑索金以不同比例組成的梯黑炸藥，是軍事上運用最廣泛的一種混合炸藥，而鈍化黑索金，則是由黑索金和石蠟組成的粒裝混合炸藥。為了提高炸藥爆炸的熱效應，而在炸藥中加入了適量的粒裝或片狀鋁粉，組成的含鋁混合炸藥，是混合炸藥中高威力炸藥的一個重要系列。而以高能炸藥為主體，配合粘結劑、增塑劑、鈍感劑等添加劑構成的高分子混合炸藥，按其物理狀態可分為高強度、塑性的、撓性的、泡沫態的等，能夠滿足各種不同的場合需求。
裝有黑梯鋁混合炸藥的炮彈
燃料-空氣炸藥，則是完全不同於固體混合炸藥的一種新類型，這類炸藥以固體或液體燃料與空氣組成爆炸混合物，當燃料與空氣混合至一定比例時才成為炸藥。因燃料拋灑後在目標上空形成雲霧、無孔不入，所以引爆後殺傷破壞效應較普通混合炸藥更為顯著。這類炸藥一般作為雲爆彈或溫壓彈的裝藥，是對付堅固堡壘或複雜地下工事的“大殺器”。
裝有燃料-空氣炸藥的溫壓彈爆炸瞬間
在民用領域，用得最多的是硝銨炸藥，它是以硝酸銨為主要成分，通常由氧化劑硝酸銨、敏化劑硝基化合物和木粉、石蠟等可燃物混合而成。硝銨炸藥現有銨梯炸藥、銨油炸藥、水膠炸藥、乳化炸藥、膨化硝銨炸藥等多個種類，在礦山開採、爆破拆除、金屬加工等領域有廣泛運用。
礦山爆破用的硝銨炸藥
炸藥作為彈藥、戰鬥部產生終點效應的核心要素，不同彈種對於炸藥的性能要求是不同的。依靠炸藥爆炸的衝擊波毀傷目標的殺爆彈或水下彈藥，要求炸藥有儘可能大的做功能力，優良的爆炸熱效應和較多的氣態爆轟產物；而對於破甲彈而言，在一定範圍內，破甲能力和裝藥的爆速成正比，則需要選用爆速較高的炸藥，並設法提高裝藥的密度；而對於炮彈裝藥來說，在保證爆炸性能的前提下，其抗高壓和高過載的能力也不得不重點考慮。
從黑火藥作為彈丸裝藥算起，炸藥專業發展至今已有三百多年的時間，期間炸藥的威力已提高了近15倍，近30年以來，對炸藥的研製重點已從追求單一威力指標向適度提高能量水平、安定性和實用性相協調的方向發展。二戰以後，雖然混合炸藥的主體仍是TNT、黑索金、奧克託今等，但由於顆粒造型、表面處理、分子調整等技術的發展，以上述傳統炸藥為基體的新型混合炸藥不斷出現，尤其是低易損性炸藥概念的提出，為提高武器彈藥的生存能力開闢了新的道路。
劃重點
猛炸藥爆炸的主要形式是爆轟，一旦起爆，就會產生較高的爆速和強烈的破壞威力；同時，猛炸藥的感度一般較低，在日常的振動和輕微碰撞時，均能保持穩定，使用時，通常需要藉助起爆藥的作用才能激發爆轟。猛炸藥可分為單質炸藥和混合炸藥兩大類，根據不同場合的需求，出現了梯黑炸藥、含鋁混合炸藥、高分子混合炸藥和燃料-空氣炸藥等不同類型的炸藥。猛炸藥正在朝著提高威力、安全性、工藝性等方面的綜合性能發展。
圖 | 源自網絡
出品 | 科普中國
作者 | 鴻爪雪梨
策劃 | 武玥彤
監製 | 光明網科普事業部
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