Взрывчатые вещества. Т. 2. Взрывчатые вещества. Основные свойства. Технология изготовления и переработки

ФГУП «РОССИЙСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЯДЕРНЫЙ ЦЕНТР – 
ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ  
ИНСТИТУТ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКИ» 

 

 

 

 

ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА 

Учебное издание 
 

 

Под общей редакцией 
академика РАН, зав. кафедрой СарФТИ 
Р. И. Илькаева 
 

 
 
 
 
 
 
 
Саров 
2007 

ФГУП «РОССИЙСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЯДЕРНЫЙ ЦЕНТР – 
ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ  
ИНСТИТУТ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКИ» 

 

 

 

ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА 
 
Том II 
 
ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА.  
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ  
И ПЕРЕРАБОТКИ 
 
 

Под редакцией 
доктора технических наук Л. В. Фомичевой 
 

 
 
 
 
 
 
 

Cаров 
2007 

ББК 35.63 
        В 40 
УДК 662.2 
Взрывчатые вещества: учебное издание / Под общей ред. Р. И. Илькаева / 
Т. 2. Взрывчатые вещества. Основные свойства. Технология изготовления и переработки / Под ред. Л. В. Фомичевой. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 
2007. – 452 c.: – ил. 
 
ISBN 978-9515-0078-8 
 
В систематизированном виде даны общие представления 
о взрывчатых веществах, их основных свойствах, методологии 
разработки смесевых взрывчатых веществ с заданными целевыми параметрами, технологиях изготовления взрывчатых веществ и переработки их в детали. Описаны методики исследования свойств взрывчатых веществ, меры по охране труда и 
безопасность при работах с ВВ. 
Книга предназначена для студентов СарФТИ, в программу обучения которых включен курс по взрывчатым веществам. Может представлять интерес для специалистов, работающих с ВВ на различных предприятиях. 
 
 
 
 
 
 
Авторский коллектив: Л. А. Андреевских, В. М. Бельский, В. Г. Васипенко, 
С. А. Вахмистров, Ю. А. Власов, В. Н. Герман, Н. Н. Жбанова,  
Н. Д. Маначинский, Н. И. Родникова, В. И. Селютин, Н. Н. Титова, 
Л. В. Фомичева, И. П. Хабаров 
 
 
 
 
 
 
  
ISBN 978-9515-0078-8                                                  ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 2007 

 

П Р Е Д И С Л О В И Е  

Инициатива создания учебного издания принадлежит академику 
РАЕН и РАРАН, доктору технических наук С. А. Новикову, который 
долгое время заведовал кафедрой теоретической и экспериментальной механики на физико-техническом факультете Саровского Государственного физико-технического института (СарФТИ). 
Издание предназначено в первую очередь для студентов физикотехнического факультета СарФТИ, в программу обучения которых 
входит курс по взрывчатым веществам. Внимание к взрывчатым веществам в большой степени обусловлено следующими факторами: 
– кадровое пополнение РФЯЦ-ВНИИЭФ, который является градообразующим предприятием г. Сарова, в последние годы в большей 
степени осуществляется за счет выпускников СарФТИ. Их профессиональная деятельность в той или иной степени связана со взрывчатыми веществами; 
– взрывные устройства и технологии (в том числе разрабатываемые в РФЯЦ-ВНИИЭФ) широко используются как в промышленности, так и в исследовательской практике. 
Первый том издания «Поведение твердых взрывчатых веществ при 
механических нагрузках» вышел в Сарове в 2001 г. В этом томе основное внимание уделено свойствам взрывчатых веществ, которые используются в качестве конструкционного материала: упругим, реологическим параметрам; прочности при статическом, динамическом, ударноволновом нагружении; влиянию поврежденности ВВ на механические 
свойства и их чувствительность к ударным нагрузкам. 
Вместе с тем известно, что конструкционные материалы из ВВ 
должны быть технологичными при изготовлении и переработке в детали, обладать необходимой мощностью, иметь приемлемую чувствительность к внешним воздействиям, быть химически и физически 
стойкими, удовлетворять требованиям по теплофизическим параметрам, быть химически совместимыми с другими конструкционными 
материалами. Необходимо особо подчеркнуть, что физико-механические характеристики ВВ – конструкционного материала зависят не 

Предисловие 
6 

только от природы ВВ, но и от технологий его изготовления и переработки. Именно этим вопросам посвящен второй том издания 
«Взрывчатые вещества. Основные свойства. Технология изготовления 
и переработки». 
При составлении пособия авторы использовали монографии, 
учебники и другие издания широко известных авторов (К. К. Андреев, 
А. Г. Горст, Е. Ю. Орлова, Ф. А. Баум, К. П. Станюкович, Б. И. Шехтер, Л. П. Орленко и др.) и обширный собственный научно-технический опыт, накопленный в процессе работы со взрывчатыми веществами на предприятиях Росатома и смежных организаций. При этом 
учитывалось, что студенты СарФТИ не получают систематических 
знаний по химии нитросоединений. 
Основная цель второго тома издания – дать общее представление о 
взрывчатых веществах, их основных свойствах, методологии разработки смесевых взрывчатых веществ с заданными целевыми параметрами 
(мощность, чувствительность, физическая и химическая стойкость), 
методиках исследования, технологиях изготовления ВВ и переработки 
их в детали, требованиях к организации работ с ВВ. 
Книга состоит из 12 глав, содержание которых в совокупности 
отвечает поставленной цели. 
Для закрепления материала в конце каждой главы имеется перечень контрольных вопросов. Для каждой главы приведен список использованной литературы. 
Предлагаемый вниманию читателей материал является первым 
опытом по созданию учебного пособия по ВВ для студентов СарФТИ. 
Авторский коллектив с благодарностью примет все предложения и 
критические замечания, направленные на совершенствование издания. 
 
 
 
Руководитель авторского коллектива, составитель 
учебного издания и ответственный редактор тома 2 – 
доктор технических наук Л. В. Фомичева 

 

Г Л А В А  1  

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И КЛАССИФИКАЦИЯ 
ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ [1–4] 

1.1. Общие сведения о взрыве 

Взрывом, в широком смысле этого слова, называют процесс быстрого физического или химического превращения системы, сопровождающийся переходом ее потенциальной энергии в механическую 
работу, вызываемую внезапным расширением сильно сжатых газов 
или паров. 
Явление взрыва включает в себя две стадии: превращение энергии 
того или иного вида в энергию сильно сжатого вещества, при котором 
происходит резкий скачок давления, и расширение сжатого вещества 
или продуктов его превращения, что приводит окружающую среду в 
движение и обуславливает разрушительное действие взрыва.  
Возможны различные виды исходной энергии взрыва: тепловая, 
электрическая, кинетическая, энергия упругого сжатия, атомная, химическая. 
Взрывы, вызванные физическими явлениями, носят название физических взрывов. Примером может служить взрыв парового котла 
или баллона со сжатым газом при сильном перегреве и недостаточной 
прочности корпуса или его механических повреждениях. Эти взрывы 
происходят за счет тепловой энергии сжатых паров или газов. Взрывы, наблюдаемые при мощных искровых разрядах, например в молниях, или при пропускании электрического тока высокого напряжения через тонкие металлические нити, обусловлены переходом электрической энергии в энергию нагретого и сжатого воздуха и паров 
воды или металла. Примером взрывов за счет кинетической энергии 

Глава 1 
8 

или энергии упругого сжатия могут служить взрывы при падении 
крупных метеоритов или при землетрясении. 
Атомный взрыв происходит в результате цепной реакции быстрого деления некоторых тяжелых атомных ядер, при которой внутренняя энергия переходит в кинетическую энергию осколков ядра. При 
термоядерном взрыве энергия выделяется за счет образования из ядер 
атомов легких элементов, в частности дейтерия и трития, ядер элементов бóльшей массы. 
Наконец взрыв может произойти за счет потенциальной химической энергии, которая превращается в энергию сжатых газов в результате быстрого протекания химической реакции. Взрывы, вызванные чрезвычайно быстрым химическим превращением системы 
(взрывное превращение), носят название химических взрывов. Вещества, способные к взрывным превращениям, называют взрывчатыми веществами (ВВ). 

1.2. Взрыв ВВ, виды взрывных процессов 

Существует две формы взрыва ВВ: гомогенный и самораспространяющийся. 
Гомогенный взрыв имеет место тогда, когда при одновременном и 
равномерном нагреве всей массы ВВ и по достижении определенной 
температуры, носящей название температуры самовоспламенения или 
взрыва, возникает взрывное превращение одновременно во всей массе 
вещества. 
Самораспространяющийся взрыв имеет место тогда, когда возникшее в каком-либо участке заряда ВВ взрывное превращение распространяется по веществу. Характерной особенностью такого самораспространяющегося взрывного превращения является наличие 
фронта превращения, т. е. узкой зоны интенсивной химической реакции, отделяющей в каждый данный момент времени продукты реакции от непрореагировавшего еще исходного вещества (рис. 1.1). Расстояние, на которое перемещается фронт реакции в единицу времени, 
характеризует скорость распространения взрывного превращения. 

Общая характеристика и классификация взрывчатых веществ 
9 

 
 
Рис. 1.1. Схема самораспространяющейся химической  
реакции: u – скорость реакции (производная пути, 
               пройденного фронтом, по времени) 
 
Температура Т впереди фронта, позади него и в самой зоне реакции существенно различается, имеет место также меньшее или большее неравенство давления Р и плотности . 
Реализация химического взрыва возможна при выполнении следующих условий. 
1. Экзотермичность реакции. Выделение тепла при химическом 
превращении является необходимым условием возникновения взрывного процесса. Если для превращения вещества требуется приток 
энергии извне, то оно не обладает взрывными свойствами. Без выделения тепла невозможно самопроизвольное развитие химической реакции и самораспространение взрыва исключено. 
Однако экзотермичность реакции не является достаточным условием для того, чтобы химические соединения или их смеси обладали 
взрывными свойствами. Так, например, реакция серы с железом или 
алюминием протекает спокойно, без взрыва, хотя и сопровождается 
выделением большого количества тепла: 
Fe + S  FeS + 5,49 кДж (23 ккал); 
2Al + 3S  Al2S3 + 82,4 кДж (345 ккал). 
Выделившееся тепло расходуется главным образом на нагревание 
твердых продуктов реакции. Так, в хорошо известной термитной реакции 2Al + Fe2O3 = Al2O3 + 2Fe + 47,3 кДж (198 ккал), протекающей, как правило, без взрыва, тепловой эффект является достаточным 
для нагревания конечных продуктов (Al2O3, Fe) до температуры 
3000 С, при которой они находятся в жидком состоянии. 

Глава 1 
10 

2. Большое количество газообразных или парообразных продуктов реакции. В момент взрыва эти продукты находятся в чрезвычайно сжатом состоянии, давление достигает сотен тысяч атмосфер, т. е. 
создаются благоприятные условия для совершения механической работы нагретыми до высокой температуры газами или парами. 
Однако и этих двух условий (экзотермичность реакции и выделение газообразных продуктов) оказывается недостаточно для возникновения взрыва. Общеизвестен факт, что подавляющее большинство ВВ 
способно в определенных условиях спокойно сгорать, при этом выделяется большое количество тепла и газообразных продуктов. Так, при 
сгорании 1 кг гексогена выделяется 4186,8 кДж (1000 ккал), а объем 
газообразных продуктов составляет 900 л/кг. Однако в связи с тем, что 
процесс горения протекает с малой скоростью, взрывной эффект не 
наблюдается. Выделившаяся энергия постепенно расходуется на совершение механической работы (расширение продуктов горения, перемещение слоев воздуха и прочее). 
3. Большая скорость взрыва. Лишь в этом случае газообразные 
продукты реакции, обладающие большой кинетической энергией, 
способны за короткое время совершить механическую работу и, следовательно, развить большую мощность.  
Для иллюстрации сказанного вернемся к примеру горения гексогена и параллельно рассмотрим реакцию взрывчатого превращения. 
Работа, которую может произвести 1 кг гексогена при горении, 
эквивалентна выделившейся тепловой энергии (1000 ккал) и составляет 4186,8 кДж. 
При взрыве 1 кг гексогена выделяется не 1000 ккал, как при горении, а 1390 ккал. Это объясняется различием в составе конечных продуктов реакции. Работа, эквивалентная выделившейся при взрыве тепловой энергии, составит: 

А = 139041868 = 5818,5 кДж. 

Из примера следует, что работа, реализованная при горении гексогена, незначительно отличается от работы, реализованной при 
взрыве.