黑火药延期药制造

1. 第十章 黑火药延期药制造

2. 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。

3. 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：⑴粘合剂的作用 ⑵提高黑火药的热感度 ⑶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 ，有防止生成K、KCN、CO。

4. 提高热感度原因： 有S：(反应温度较低 ) 无S： (反应温度较高) 因为C氧化是借助 、 进行的 阻碍有毒物生成的原因：

5. 无S时： 高温汽化 有S时：生成 无K不能生成KCN，CO生成量也减少。

6. 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）

7. 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。

8. 爆炸性质 ①分解反应式(代表式) ②爆炸物理参数 爆速(标准配比) ，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℃

9. ③敏感度 a冲击感度不敏感,低于TNT等。 b摩擦感度极不敏感,硬物间摩擦发火。 (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℃)。

10. 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。

11. 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）。

12. 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。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 增大，燃速减小 ③水分含量影响 水分＞15％可能不燃

13. 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。

14. 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；

15. 基本组成：氧化剂、可燃剂、燃速调整剂和粘合剂。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。

16. 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。

17. 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。

18. （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。

19. 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 Sb2S3 ----放热1.4千卡/克，但与 BaO2合用燃速也快。 硫化锑，放热少， 熔点 500-550℃

20. 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。

21. (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。

22. 我国延期药发展史 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%。 铅丹—硅铁—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%。 铅丹—硅—硫化锑 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）。 过氧化钡—硫化锑

23. 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）。

24. 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

25. 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。

26. 影响延期药燃烧性能的因素 (1)原料纯度影响 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。

27. ⑶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。 ⑷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 =3 克/ 以上，压药压力 800 公斤/

28. ⑸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＜2 mm可击穿，不起延期作用，所以药高不得小于3 mm。

29. ⑹延期药湿度影响 含水量增加，燃速变慢，不大于0.1% ⑺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。 ⑻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。

30. 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 延期药的发火点温度为510 ℃。 粉状药火花感度较敏感。

31. 延期药制造工艺 要求了解： ①流程简图及原料主要性质。 ②原料加工方法及细度要求。 ③延期药混合方法。 ④质量检验方法及秒量比较计算方法。 ⑤操作干燥延期药安全注意事项。

32. 复习思考题 • 1.黑火药的主要成分有哪些？以及它们有何用途？ • 2.S在黑火药中有什么优缺点？ • 3.影响黑火药燃速的因素有哪些？ • 4.氧化剂性能是怎样影响延期药性能的？ • 5.影响延期药燃烧性能的因素有哪些？