[科普中国]-炸药作功能力

炸药作功能力是指炸药爆炸后气体产物膨胀作功的能力。它是衡量炸药特性的重要指标。作功能力的大小主要取决于炸药爆炸肘气体生成量和热量的多少。1

理论表示法根据热力学第一定律，系统内能的减少等于系统放出的热量加上系统对外界所作的功。

由于爆炸过程进行得极其迅速，可以假设在这么短暂时间内，系统与环境来不及进行热交换，即有：

即系统Q≈0内能的下降，完全用来对外作功。而系统内能的下降是由于系统温度降低造成的，即

式中 ——爆炸产物平均分子热容量的总和；

T2——爆轰结束瞬间产物的温度；

T0一爆炸产物作功冷却后的温度(一般取15℃)。

又因爆热有下列关系：

∴W=QV

式中W——炸药爆炸时对外界所作的功；

QV——炸药的爆热。

W=QV就是炸药作功能力(又称威力)的理论表达式。W（QV）称为炸药的位能，是炸药作功能力理论示性数。2

测定方法测定作功能力的方法一般采用铅铸法。即用纯铅铸成圆柱体，柱体中心孔放入一定量的炸药试样。试样被引爆后，中心孔扩大的体积即表示炸药作功能力。试验时，称取炸药试样10g±0.019，装入内径24mm的锡箔筒内，将炸药压制成带有中心孔、密度与待测成品炸药相同的药柱，且在小孔内插入8号雷管；然后将其放入铅铸中心孔内，并用细石英砂充满；最后引爆炸药。爆炸后，铅铸中心孔扩大成梨形空洞，用水量出爆炸前后铅铸中心孔的容积，其差值再减去雷管作功能力作用而增大的体积，即为炸药的作功能力值。1

提高途径炸药的作功能力与炸药的氧平衡有关。可以采用改善炸药氧平衡的方法来提高炸药的作功能力。这对配制混合炸药、提高炸药的作功能力尤为重要。炸药在零氧平衡时，爆炸反应完全，放出的热量最大，因而炸药的作功能力相应较大。对于单体炸药或非铝混合炸药，实践证明是符合该规律的。而对含铝高威力炸药的氧平衡，经多年实验研究认为，氧平衡应偏负，一般设计在-10%～-30%。因为含铝炸药具有二次反应的特点，铝粉与爆轰产物CO2和H2O反应，甚至与产物N2反应生成AIN，所以含铝混合炸药的氧平衡可以小一些。

由上分析，提高炸药作功能力的主要途径有：

(1)提高炸药的爆热。

(2)增大炸药的比容。

(3)改善炸药的氧平衡。2

本词条内容贡献者为:

张尉 - 副教授 - 西南大学