火炸药的家族

文/周明安 国防科技大学指挥军官基础教育学院

火炸药的家族

文/周明安 国防科技大学指挥军官基础教育学院

当今火炸药是一个庞大的家族，既具有古老的传承，又不断迸发出年轻的活力。说她古老，是指这个家族的始祖——黑火药，从我国最先发明至今，已经历一千多年的沧桑，但长期停滞不前；说她年轻，是指直到近百年情况才有了急剧转变，黑火药的后代们相继来到世间。这个千百年来一直不景气的家族，如今已发展成为成员众多的大家族，其成员广泛服务于军事、经济建设、国防工程等各个领域。

身份显赫的始祖

火炸药的始祖——黑火药，是我国古代四大发明之一，对人类社会的发展起过重大的推进作用。恩格斯曾高度评价中国在火药发明中的首创作用：“现在已经毫无疑义地证实了，火药是从中国经过印度传给阿拉伯人，又由阿拉伯人和火药武器一道经过西班牙传入欧洲，并成为欧洲文艺复兴的重要支柱之一。”

与皇室密不可分的关系，是火炸药身份显赫的原因之一。这是因为黑火药的发明，起源于皇帝寻求长生不老药炼丹。炼丹术起源很早，《战国策》中已有方士向荆王献不死之药的记载。汉武帝也妄想“长生久视”，向民间广求丹药，招纳方士，并亲自炼丹。炼丹术中很重要的一种方法就是“火法炼丹”。唐代的炼丹者掌握了一个很重要的经验，就是硫、硝、碳三种物质可以构成一种极易燃烧的药，这种药被称为“着火的药”，即火药。由于火药的发明来自制丹配药的过程中，火药发明之后，曾长期当作药类使用。

黑火药的发展历史经历了较为漫长的时期。黑火药配方最早的记载约在公元9世纪初。约100年后，我国将黑火药首次用于军事，世界史上第一个爆炸性武器是我国发明的铁火炮（震天雷），这也标志着战争中的武器逐步由冷兵器转变为热兵器。12世纪初，黑火药在中国开始用于制造供娱乐用的爆竹和焰火。12世纪前半叶，中国已根据反作用原理制成可以升空的焰火，这就是火箭的前身。

黑火药传入欧洲后，于16世纪开始用于工程爆破。1672年，黑火药首次用于煤矿爆破。黑火药在采矿工业中的应用被认为是标志着中世纪的结束和工业革命的开始。随着黑火药在世界范围内爆破工程中的广泛应用，迎来了黑火药的灿烂时代，但黑火药很长时间内依然是世界上唯一的一种炸药。

人丁兴旺的家族

至19世纪中叶，炸药家族添丁添口，迎来了火炸药家族大发展大繁荣的黄金时代。1825年，英国克莱顿从煤焦油中分离出苯、甲苯、萘等，为炸药的发展提供了主要的原料基础；酸碱工业的建立，为合成火炸药提供了硝化手段；1834～1842年形成的硝化反应理论，在火炸药生产上得到广泛应用。这些条件伴随着工业革命的发展，终于结束了19世纪后半期黑火药独占鳌头的局面，近代火炸药家族逐渐人丁兴旺起来。这个时期诞生了一批对火炸药发展具有贡献的科学家，其典型代表是有“炸药之父”之称的化学家阿尔弗雷德·诺贝尔。1866年，诺贝尔以硅藻土吸收硝化甘油制得了代那买特，并很快在矿山爆破中得到普遍应用，这被认为是炸药发展史上的又一个重大突破，也被誉为黑火药发明以来炸药科学上的最大进展。后来，诺贝尔又卓有成效地改进了代那买特的配方，成功研制多种更为适用的代那买特炸药，将工业炸药带入了一个新时代。

现代火炸药家族可分为炸药、火药、烟火药三个分支。

炸药：可分为起爆药、猛炸药。起爆药是炸药家族中最敏感、最容易发“火”的成员，受轻微的冲击、摩擦或火花影响即能爆炸，极易由燃烧转为爆炸。起爆药常用来装填火工品，如雷管和火帽等。猛炸药破坏威力大，感度适当，便于使用、保管，广泛用于装填弹药、工程爆破。近年军事应用领域发明了能满足不同军事目的、不同武器装备需要的各种高能炸药和特种炸药，如黑索今、奥克托今、塑性炸药、液体炸药、燃料空气炸药等。民用上主要发展了价格低、适应性强的工业炸药。1866年，即在诺贝尔发明代那买特的同年，瑞典人奥尔逊和诺尔宾申请了世界上第一个制造硝铵炸药的专利。1869年和1872年，德国和瑞典分别进行了硝铵炸药的工业生产，硝铵炸药开始部分取代某些代那买特，并很快得到普及应用，且久盛不衰，品种不断增加。硝铵炸药的最大弊端是易受潮失效。把水当作炸药的一种成分，制成的浆状炸药、水胶炸药、乳化炸药等可用于水中爆破。

火药：火药能够在没有外界助燃剂参加下，进行有规律的快速燃烧，有黑火药和胶体火药。胶体火药又称无烟火药，主要用作枪弹、炮弹的发射药和火箭的推进剂，分为单基、双基、多基等。

烟火药：燃烧或爆炸反应时产生光、色、声、烟、热、气动等烟火效应。烟火剂不仅可用于照明、信号、烟幕、燃烧、声响等，还可实施干扰、作为诱饵等，民用上烟火药主要用于制作烟花爆竹。

后辈更加优秀

火炸药家族的成员，大都脾气暴躁，爱“发火”，要特别注意小心“侍候”，在生产、使用、运输、储存一旦操作不当，极易发生燃烧或爆炸事故。因此，与火炸药打交道，首先要摸清他们的脾气秉性，以便在实现安全生产的同时最大限度地发挥他们的威力。火炸药大多是有毒物质，生产、使用时会对人的健康、环境造成危害。改改火炸药的“火爆”脾气，是从源头上确保安全生产的有效途径；而去去火炸药身上的“毒性”，是环境保护的需求。近年来，人们在探索中培育出了火炸药更优秀的子孙——安全、绿色的炸药。

安全炸药：军事上称低易损性炸药，也称不敏感炸药或钝感炸药，就是性能满足武器使用要求，在冲（撞）击作用下不容易引起意外爆炸，在高温及火焰中不易烤燃和殉爆，一旦发生意外点火，只燃烧而不产生爆轰现象的安全性炸药。低易损性炸药可提高武器系统在战场上生存能力，降低炸药制造、运输和贮存危险性。现代战争战场环境越严酷，低易损性炸药的作用也就越明显。低易损性炸药成为未来炸药发展的重要方向。民用上同样需要安全的炸药，只有研制安全的烟花爆竹药物，才能从源头上控制事故的发生。

我国年销售工业炸药293.8万吨。工业炸药的主要原料是硝酸铵（氧化剂），单纯的硝酸铵需用加强药包才能引爆。常用的铵梯炸药，是以硝酸铵为氧化剂、木粉为可燃剂、梯恩梯为敏感剂制成的混合炸药。梯恩梯为军事上常用的炸药，生产、加工、爆炸过程均对环境、人体健康造成危害。近些年在广大科技工作者的努力下，通过硝酸铵的改性、自敏化技术制成的硝铵炸药不含梯恩梯，一个雷管能够起爆，使我国淘汰了铵梯炸药。硝酸铵的改性是加入高效改性剂，降低了硝酸铵的吸湿性，提高了硝酸铵的活性，如改性铵油炸药。借助于物理或物理化学方法使硝酸铵自身敏感度提高称为硝酸铵的自敏化。使硝酸铵晶粒内部形成大的“孔、洞、隙”，外部形成极不规则的“活性表面”，加入表面活性剂，这些综合作用使膨化硝酸铵达到了自敏化，如膨化硝铵炸药。目前还成功将液体硝酸铵直接应用于工业炸药的生产，简化了生产工艺，减少了生产环节，提高了安全性，改善了生产环境，减少了生产成本。

绿色炸药：源于绿色化学及原子经济概念。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物，不再处理废物，它是一门从源头上阻止污染的化学方法。原子经济则是指原料分子中的原子百分之百地转变成产物，不产生副产物或废物，实现废物的“零排放”。将绿色化学和原子经济的概念引入炸药中，对炸药的原材料严格选择，对炸药的生产过程工艺改进，以利于充分利用炸药的效能，同时减少炸药生产和使用过程中的毒害和环境污染，提高炸药的稳定性和安全性。既确保其安全使用，又降低生产成本，且其能量水平在使用所需范围内，实现了体系总体优化。如德国就研究出一种无毒烟幕剂；日本研究“负混合物”，镁为氧受体，水为给氧体等。

火炸药家族已有千年的历史了。她最先服务于军事，后来逐步涉足于生产和生活，火炸药家族不仅人丁兴旺，而且推动了社会和人类的进步。今后，随着科学技术的发展，更多本领更大、优秀的火炸药兄弟将会诞生，他们的用武之地将更加广阔，创造出的人间奇迹将会更加辉煌。

■责任编辑 林 洁