含能材料的研究进展历程探讨

沙 鹏 冷倚安 吕 东



含能材料的研究进展历程探讨

沙 鹏 冷倚安 吕 东

（沈阳理工大学 装备工程学院 辽宁沈阳 110000）

在当今社会，含能材料扮演着重要的角色，这表现在各个方面。本文是根据含能材料的定义，作用以及其他的方面来进一步探究其发展历程。主要论述的是关于军事装备的含能材料。探究含能材料的发展历程，也就是说，探究它的起源发展，现状，以及未来的发展趋势。

含能材料；发展；装备

一、含能材料概述

（一）含能材料的定义

含能材料，是指能迅速释放大量能量并对外做功的物质。其表征为该类物质多具有爆炸性、爆燃性或其他经过特定激发条件会高速率高输出释放大量能量的物质。

而对于含能材料来说，也有其他的定义。含能材料是一类含有爆炸性基团或含有氧化剂和可燃物，在一定外界能量刺激下，能够独立进行氧化还原反应，并释放大量能量（通常为气体和热）的化合物或混合物。一般含能材料包含了火口药，炸口药，燃气发生剂烟火药剂，火工品等。

（二）含能材料的性能

1、含能材料的固有性能

（1）密度

不同于上世纪比较落后的武器，当代武器有着极高的要求。而要满足这些武器的要求的还能材料，就需要有着极高的密度，这就是含能材料的固有性能之一的密度。

（2）力学性能

材料的力学性能主要是指，材料的可塑性，硬度，强度，等等。所以说力学性能也是含能材料的固有性能之一

（3）安定性

安定性指的是在一定条件下，材料的物理化学性能不超过允许范围变化的能力，含能材料需要一定的安定性才能保持其更优化的作用。

（4）相容性

指的是和其他物质发生反应的能力，物质不是单一的存在，所以，和其他物质发生反应的能力就显得很重要了，也就是说，含能材料的相容性也是至关重要的。

2、含能材料表征的性质：

（1）标准生成焓——单质状态下的稳定单质（原料）合成含能材料本身所产生的焓变。这是含能材料最基本的热力学参数，直接影响燃烧热和爆温。

（2）感度——含能材料在外界能量作用下发生爆炸的难易程度。爆炸类型和使用条件的选择，感度有客分为撞击感度，温度感度，冲击波感度，电火花感度等.....感度没有一个通用的标准，依据具体情况而定，并不是越高越好或者越低越好。

（3）爆容——含能材料爆炸时产生气体的体积。

（4）爆速——爆炸时的爆轰波在含能材料内传播的速度。这是极其重要的含能材料参数。

（5）爆压——含能材料爆轰时爆轰阵面的压力。这与含能材料的威力息息相关。

二、含能材料的起源以及发展

（一）最初的黑火药

说到含能材料就不得不提始祖黑火药，黑火药最早的确是由中国东晋人，葛洪在《抱朴子》中记载的。不过那时候，它还并不是炸口药，葛洪认为，用硝石、武当山雄黄、松脂和猪大肠脂肪混合可以制成一种丹药，“服之皆令长生，百病除”。这种思想显然是错误的，不过呢，事情总会有转机。

随着古代炼丹家，医学家对火药性质的深入研究，发现它并不能令人延年益寿，反而越来越多的开始介绍它的燃烧性能。

唐初医学家孙思邈（581—682）在《丹经内伏硫磺法》中记载硝石、硫磺和炭化皂角子混合后用火点燃后能猛烈燃烧。成书于9世纪中叶至五代的《真元妙道要略》（一说郑思远所著）记载：“有以硫磺、雄黄合硝石并蜜烧之，焰起，烧手面及烬屋舍者”。公元904年，杨行密军围攻豫章（今江西南昌），部将郑璠命所部“发机飞火，烧龙沙门，率壮士突火先登入城，焦灼被体”，这是火药最早使用于军事记载。

随后黑火药作为中国四大发明之一传入西方，统治了军用武器近1000年。西班牙人正是拿着使用黑火药的火绳枪征服了美洲；英国人又用威力更大的火炮击垮了西班牙；在日本，织田信长的部队用火绳枪将武田骑兵扫入了垃圾桶......黑火药作为含能材料的祖师，深刻的改变了近代的战场。

（二）工业革命之后

进入工业革命之后，随着化学的大发展，含能材料也迅速的丰富起来。新发展的军事技术又反过来对含能材料提出了更高的要求。

首先是大家耳熟能详的炸药，硝化甘油。1847年首先报道了硝化甘油的合成，不过常有人误解“硝化甘油”是瑞典化学家阿尔弗雷德·诺贝尔发明的。事实上诺贝尔发明的是在1866年利用硝酸甘油发展高稳定性、防误爆的硝酸甘油硅藻土炸药。1864年，在试制过程中生产硝化甘油的工厂甚至爆炸，诺贝尔的弟弟耶米尔被炸死。不过功夫不负有心人，诺贝尔在1866年发明了用硅藻土吸附硝化甘油的方法将这种油状物，变成了一种较为温和的爆炸物。

硅藻土的混合虽然一定程度上降低了硝化甘油的威力，但是也使得它更容易被制成想要的形状。

三、含能材料的发展展望

随着军事装备的发展，越来越先进和优良，含能材料也有了更大的发展和进步。而对于含能材料的展望来说，往大了说，就是含能材料的未来的发展趋势；往小了说，就是接下来的含能材料，会有什么更优良的性能和应用。无论怎么说，可以确定的是，在未来的发展历程中，含能材料必将取得更大的进步，含能材料必将使军事装备得到更大的发展。

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Energetic materials play an important role in today's society. This paper is based on the definition, function and other aspects of energetic materials to further explore the development process. This paper mainly discusses the energetic materials of military equipment. Explore the development of energetic materials, that is to say, to explore the origin of its development, the status quo, and future trends.

energetic materials; development; equipment

G322

B

1007-6344（2017）03-0311-01

沙鹏，生于 1997年01月05日。 汉族，籍贯陕西省 。在读于沈阳理工大学装备工程学院，特种能源技术与工程专业。