鋁熱反應(yīng)與美國(guó)AN/M14燃燒彈




? ? ? ?一說到燃燒彈這三個(gè)字,大家肯定想到這么四個(gè)字——莫洛托夫,但是現(xiàn)實(shí)生活中,你去做這個(gè)東西等于把一只腳邁入了監(jiān)獄的大門。但是這個(gè)東西是通過布料吸收易燃易揮發(fā)性液體有機(jī)物,使其持續(xù)燃燒,當(dāng)瓶子被摔裂時(shí),可燃性液體流出,吸有可燃性有機(jī)物的布料與汽油浸在一起,因?yàn)樵谌紵倪^程中,液體溫度升高,且到其燃點(diǎn)時(shí),因?yàn)榕c空氣接觸,所以被點(diǎn)燃,這一過程是瞬間進(jìn)行的,從而達(dá)到此效果,當(dāng)然在此過程可以當(dāng)看為是絕熱過程,這就是其原理。(不喜勿噴)
? ? ? ?但是這個(gè)美國(guó)AN/M14燃燒彈跟莫洛托夫相比,到底有什么不同之處,這個(gè)東西它是這么來的,這么發(fā)展的,這東西的歷史如何,接著往下講。
? ? ??既然歷史資料極少,那么就講它的結(jié)構(gòu)講起,一下為結(jié)構(gòu)圖
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? ??我們先從它的起火引信講起

? ? ? ?這個(gè)煙火延遲點(diǎn)火引信設(shè)計(jì)用于與AN-M83HC白色煙霧彈,AN-M14 TH3燃燒榴彈和M18彩色煙霧彈一起使用。該引信可與任何標(biāo)準(zhǔn)起火裝置,里面的延遲裝置可以讓這個(gè)粉末裝起火劑延遲遲1.2-2秒被點(diǎn)燃。這個(gè)起火劑點(diǎn)燃了裝藥并且伴隨劇烈的燃燒反應(yīng)之后這個(gè)煙霧會(huì)從彈體中噴出。
? ? ??不過,這個(gè)美國(guó)AN/M14燃燒彈與這個(gè)莫洛托夫相比不就多了個(gè)“打火機(jī)”嗎,不過這個(gè)“打火機(jī)”只能用一次,當(dāng)然手雷這種東西也是一次性,跟“鐵拳”一樣。
? ? ??之后,就來講講它的裝藥Thermate-TH3。
? ? ? 先講一下什么叫Thermate,Thermate是一種由以鋁熱劑為主體裝藥的混合燃燒劑,而Thermate-TH3就是其中之一。Thermate-TH3這個(gè)東西無(wú)疑是混合物,這個(gè)混合物是由68.7%鋁熱劑、29.0%的硝酸鋇、和2%的硫磺、以及0.3%粘合劑(PBAN,由聚丁二烯—丙烯酸—丙烯腈(jīng)三元共聚物,也叫聚丁二烯丙烯腈)組成。
? ? ??這里我們可以通過引入一些數(shù)據(jù)來解釋這些裝藥組分的作用
? ? ??這個(gè)燃燒彈的裝藥在燃燒時(shí)的溫度短時(shí)間可以達(dá)到4000-5000華氏度(用華氏度與攝氏度的關(guān)系F=32+1.8C來算為2204-3204攝氏度),不過AN/M14燃燒彈燃燒時(shí)的溫度達(dá)到2200攝氏度,維持時(shí)間為40秒,這個(gè)而且可以燒透均質(zhì)鋼(熔點(diǎn)1500攝氏度),甚至能在水下能持續(xù)燃燒30-45秒,?這個(gè)主要原因?yàn)榫褪卿X熱劑在高溫下發(fā)生鋁熱反應(yīng)產(chǎn)生大量的熱產(chǎn)生高溫。
? ? ??鋁熱反應(yīng),這四個(gè)字在中學(xué)化學(xué)里,可謂是家喻戶曉般的存在,在中學(xué)化學(xué)里頭,就有怎么一個(gè)實(shí)驗(yàn)(見下圖),這個(gè)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象卻如同美國(guó)歌手凱莉佩里所唱的<<firework>>一樣美妙。
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? ? ? ??鋁熱劑能產(chǎn)熱的原理是因?yàn)殇X和金屬氧化物(應(yīng)該來說比鋁活潑性低的金屬所對(duì)應(yīng)的氧化物)在高溫下能發(fā)生鋁熱反應(yīng),同時(shí)產(chǎn)生高溫氛圍,從而產(chǎn)熱,那么什么是鋁熱反應(yīng)?鋁熱反應(yīng)是指單質(zhì)鋁與金屬氧化物之間的生成新的金屬單質(zhì)和氧化鋁的反應(yīng),當(dāng)然這個(gè)在鋁熱反應(yīng)中,這個(gè)金屬單質(zhì)的活潑性應(yīng)該比鋁弱,因此只能選擇活潑性比鋁弱的金屬的氧化物與鋁反應(yīng),如果你選擇氧化鎂與鋁,對(duì)不起,這個(gè)反應(yīng)在常溫常壓下無(wú)法進(jìn)行。
? ? ? ?這里引入數(shù)據(jù)來簡(jiǎn)單說明一下氧化鎂與鋁常溫下為什么不能發(fā)生


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? ???Thermate-TH3里還有一個(gè)重要的組分硝酸鋇,那么硝酸鋇在Thermate-TH3中到底起什么作用呢?其實(shí)這個(gè)硝酸鋇就是起到助燃的作用,這么起作用,就要先了解一下硝酸鋇的某些性質(zhì)。
? ? ? ?硝酸鹽都有一個(gè)普遍的性質(zhì),熱穩(wěn)定性差,至于硝酸鋇也一樣有這個(gè)性質(zhì),但是通常的,M為金屬元素,硝酸鹽(Mx(NO?)y)熱分解的方程式類型這么幾種情況(xy都為下標(biāo))
? ? ? 1、Mx(NO?)y(M的活潑性小于鎂(Mg)),它的分解產(chǎn)物為M的亞硝酸鹽(Mx(NO?)y)和氧氣,(O?)。
? ? ? 2、Mx(NO?)y(M的活潑性大于銅(Cu),小于鎂(Mg)),它的分解產(chǎn)物為M的氧化物(MxOy)和氧氣(O?)及二氧化氮(NO?)。
? ? ? 3、Mx(NO?)y (M的活潑性小于銅(Cu)),它的分解產(chǎn)物為M單質(zhì),氧氣(O2)及二氧化氮(NO2)。
? ? ? 4、Mx(NO?)y (M的正離子有還原性,比如銨根),它的分解情況就比較復(fù)雜了,這里就不說了。
? ? ? 但是硝酸鋇中的鋇的活潑性小于鎂(Mg),所以對(duì)應(yīng)的情況應(yīng)該為情況一,所以硝酸鋇的熱分解產(chǎn)物中有亞硝酸鋇和氧氣,(O?)。再說氧氣是一種助燃劑,至于其助燃效果,請(qǐng)見帶火星的木條實(shí)驗(yàn)。不過硝酸鋇在這的作用與鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中的氯酸鉀有異曲同工之處,如果不理解,請(qǐng)見氧氣的制取實(shí)驗(yàn)(氯酸鉀與二氧化錳共熱)。
? ? ??還有這個(gè)硝酸鋇會(huì)不會(huì)有焰色反應(yīng),有,焰色為綠色。至于為什么,這個(gè)原因比較的復(fù)雜就不說了。當(dāng)然,這個(gè)鋁熱劑中含有鎂粉(化學(xué)本質(zhì)為單質(zhì)鎂),至于這個(gè)鎂粉的作用,不就是作點(diǎn)燃物嗎,這里就不在多說了。
? ? ?總之,這個(gè)武器的原理就是,拔開安全銷后,起火器開始工作,然后對(duì)裝藥進(jìn)行加熱,在Thermate-TH3裝藥加熱過程中,硝酸鋇的進(jìn)行熱分解生成亞硝酸鋇和氧氣,(O?),并開始點(diǎn)燃鋁熱劑中的鎂粉,此過程中產(chǎn)生大量的熱從而,使得瓶?jī)?nèi)的溫度升高,畢竟,任何物質(zhì)都是有熱容的,之后促使鋁熱劑中的鋁粉和鐵紅(氧化鐵)粉因?yàn)槭軣幔l(fā)生劇烈的鋁熱反應(yīng),之后瓶?jī)?nèi)的溫度再一次劇烈升高,從而達(dá)到高溫而起火。
? ? ?? 總結(jié)語(yǔ),美國(guó)AN/M14燃燒彈,是燃燒彈里的豪杰,雖說它不能像“M1謝爾曼”一樣能穿甲燃燒爆破瞬間完成,但是,它在便攜式燃燒彈的歷史上留下來光輝的一頁(yè)。
?資料來源:http://www.inetres.com/gp/military/infantry/grenade/hand.html
? ? ? ? ? ? ? ??https://techlinkcenter.org/technologies/incendiary-grenade-with-higher-temperature-and-longer-burn-time/72425724-e727-43c1-b9af-0c7338cac6bb
? ? ? 如果這篇文章能幫助你了解美國(guó)AN/M14燃燒彈,那就一鍵三連吧(都得都懂)。
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