火工品资料二火工品资料二 胡世裕胡世裕第二章第二章 火帽火帽2.1 概述 火帽：是点火和起爆序列中的首发元件火帽是第一个作用的火工品，是点火和起爆序列中的首发元件火帽是第一个作用的火工品， （1）在 点火序列中它是由枪机（或炮闩）上的撞针撞击而发火，发火后产生的 火焰点燃发射药或发射药的点火药 （2）在传爆序列中它是由击针刺入 而发火，发火后产生的火焰点燃雷管或延期药，因此火帽是受机械作用 而发出火焰，即火帽的作用就是把机械能转变成热能—火焰，发出火焰 这是火帽的共性 传爆序列中，火帽由击针刺入而发火，产生的火焰点燃雷管或延期药 火帽：受机械能作用而发出火焰，即将机械能转化为热能—火焰发出火焰石火 帽的共性 分类：（1）按激发能方式分：撞击火帽，针刺火帽撞击火帽，针刺火帽摩擦火帽，压空火帽2）按用途分：药筒火帽（底火火帽，用于各种枪弹，炮弹药筒上）引信火帽（用于各种炮弹引信中） 结构与作用：火帽都是结构简单的炸药元件，由三个主要部分组成：帽壳，药 剂和盖片（或加强帽） （1）引信火帽是由击针发火的，而且耐震性要好，故采用加强帽加强帽或 收口收口结构； （2）底火火帽底火火帽是有撞针撞击发火，因此必须有火台必须有火台，火台可以装在火台可以装在 底火中底火中，枪弹壳上或和火帽结合在一起，它的盖片是用纸或锡箔做 成的， （3）摩擦火帽安放摩擦簧，所以中间有孔。
击发药击发药 击发药（针刺药）：是火帽与底火或针刺雷管中接收击针提供的激发能量而发 火击发药是由氧化剂+可燃剂+敏感剂组成敏感剂为起爆药，保证产品 感度和猛度，可燃剂保证点火能力几种起爆药的火焰感度次序：THPC>Hg(ONC)2>DDNP>四氮烯>PbN6针刺和撞击感度：四氮烯>Hg(ONC)2>PbN6>THPC>DDNP 一、含雷汞击发药：1．典型雷汞击发药的组成和配比：敏感剂：Hg(ONC)2 25% （26%）可燃剂：Sb2S3 37.5% (38%)氧化剂：KClO3 37.5% (36%)Hg(ONC)2 决定感度，含量40%感度变化不大，一般采用 25%含量Sb2S3 粒子愈大，燃烧持续时间越长，有利于提高点火能力2. 含雷汞击发药的优缺点：（1）优点：感度适中，含有一定量的高温热质点（Sb2O3),火焰持续时间 长，点火能力好2）缺点：a.高温高湿条件下，Hg(ONC)2 化学安定性不好，长期存放金属汞游离 出来，使击发药的感度产生变化（40~50°С 长期加热即能分解，纯 度降低） b.Hg 对射手及生产工人有毒害，对环境有污染。
Hg 和 KCl 都对枪膛有 腐蚀作用雷汞爆炸反应方程式： 3Hg(ONC)2+5KClO3+Sb2S3=3Hg+3N2+5KCl+6CO2+3SO2+Sb2O3 其中 N2，SO2，CO2，Hg 是气体生成物；KCl 是液体；Sb2O3 是固 体 Hg：在燃烧温度下 Hg 是蒸汽状态，因其比重大，不易被发射药气体全部带出 枪口之外，它少部分留在枪膛内，冷却后附于枪管壁上，和壁金属形成汞 齐，汞齐是很软的合金，很容易掉下来，掉下后内壁就留下小坑，破坏了 内壁的光洁度和膛线的表面，这样发射的精度就受到影响 KCl：高温下是液态（发射药爆温一般在 2800°С，KCl 熔点为 768°С，沸点 是 1415°С） ，冷却后附在枪膛壁上，在空气中有吸湿而水解现象，生成 氯离子（Cl-） ，对枪膛有强烈的腐蚀作用 Sb2O3：在高温下是固体，发射时随气体喷出，对枪膛有轰击作用，发生所谓 烧蚀现象，随其火帽的猛度而增加 二、无汞击发药用四氮烯和 THPC（LTNR）代替击发药中的雷汞，击发药的感度由四氮烯 来保证（含量在 3%—5%） ，用 THPC 增加爆炸热量使 KClO3 分解 常用无汞击发药配方：四氮烯 THPC KClO3 Sb2S35% 35% 25% 35% 4% 22% 34% 40%无汞击发药安定性比含雷汞击发药好。
三、无锈蚀击发药用 Ba(NO3)2 代替 KClO3 （分解温度 360°С） Ba(NO3)2 Ba(NO3)2 分 解温度较高（560°С） ，放氧速度较慢；加 PETN 增加火焰感度；加 PbN6 增加猛度我国常用无锈蚀击发药成： LTNR 50%；四氮烯 5%； Sb2S3 25%； Ba(NO3)2 20% ——2# 针刺药2.2 针刺火帽针刺火帽针刺火帽定义：以击针刺击发火的火帽 主要用途：引信的传火序列和传爆序列 特点：击针刺激火帽发火分类：1 传爆序列（序列最后元件完成起爆作用）2 传火序列（序列最后元件完成点火作用） 常见引信中的序列： 1.击针—火帽—延期药—扩焰药—火焰雷管—导引传爆药—传爆药—爆炸装药 2．击针—火帽—时间药盘—扩焰药—传火药—抛射装药 3．击针—火帽—保险药 4. 击针—火帽—延期药—自炸药盘—爆炸装药2,2,1 针刺火帽应满足的战术技术要求 1.有足够的点火能力：即输出的火焰能可靠的引燃爆炸序列中下段的延期药或 时间药剂，或可靠的引爆下段的火焰雷管能力 2.合适的感度：指针刺感度，针刺火帽所需发火的能量一般为：8*10^-3 到 12*10^-3J.感度太小不能保证作用确实，太大又不能保证安全。
可靠发火、安全 3.对发射震动的安全性：因为引发引信中的火帽是要在碰击目标后才受击针的 刺击而发生作用 不然会引起早炸，炮口炸，膛炸 4.具有一些对火工品共同的要求：要经得起运输，勤务处理时的震动火帽要有长期储存性能安定，相容性好，不与 药剂发生反应，一般要求 15 年性能不变2.2.2 针刺火帽结构 针刺火帽结构：管壳，药剂，盖片（或加强帽） 火帽尺寸：直径一般 3—6mm，高度一般 2—5mm 外形：管壳：盂形，多数平底，也有凹底盖片：大多是盂形，也有的是小圆片 材料：管壳：用紫铜片冲成，表面镀镍而成盖片：用紫铜片冲成，材料较薄 药剂：称为击发药，由氧化剂+可燃剂+起爆药2.2.3 针刺火帽的发火机理 过程：击针通过盖片刺入火帽，进入压紧的药剂通过冲击和摩擦的联合作用，产生针刺起爆 原理：当击针刺入药剂时，一方面药剂为腾出击针刺入的空间而受挤压，这个 过程使药粒之间发生摩擦，宏观上炸药表面可能产生隆起另一方面击 针和药剂的接触面上产生摩擦在击针表面和药剂中有棱角的地方，形 成应力集中现象并产生热点，并起爆实践证明击针进入药剂深 1 到1.5mm 火帽就发火，并且首先是起爆药击发分解，然后是氧化剂和可燃 物的反应。
原理二：击针刺入火帽时，药剂受的力可以分解为两个分力，其一是平行击针 面为 T，另一个垂直击针面为 N由于击针尖角较小（在引信中一般 为 25°~30°，试验击针为 23°） ，所以 T 远大于 NT 力的作用是和 药剂起爆摩擦作用，N 力的作用是挤压和撞击这样针刺时的发火过 程就和摩擦火帽，撞击火帽相似了，也就是包括摩擦和撞击两种发火 原理 机理图：击针刺击——帽壳变形——应力集中——产生热点——击针刺入药剂 —一定深度——热点达到所需温度且维持相应时间——击发药中的起 爆药分解——整个药剂起爆 热点：很小，直径为 10^-5 到 10^-3cm，但温度很高，当维持时间 10^-5 到 10^- 3s 时，火帽就被起爆 起爆的条件：外界：击针的硬度，刺入药剂的速度和深度一般硬度大，刺入 速度快，产生热点的可能性就大内部：药剂的性质（感度） 2．2．4 影响针刺火帽感度的因素 1．药剂方面火帽中的击发药主要是由氧化剂+可燃物+起爆药所组成的混合药剂 （1） 起爆药的感度 （2） 击发药的成分配比：起爆药不能太少，杂志硬度大，起爆感度就大 相反在造粒过程中我们所加入到虫胶漆，糊精， 沥青等都是为了降低药剂的感度。
3）药剂中各个组分的粒度：粒度大有利于能力集中在少量的热点上面， （因为大晶体的晶面及内部有许多的缺陷， 在外力作用下缺陷容易断裂，晶面之间的摩 擦就产生了热点）但实际操作中一般不使用 增加粒度的方法来特高感度，因为粒度大了， 精度就差了此外晶形最好接近于球体，比 较容易混合均匀4）装药密度：针刺感度开始随着装药密度的增大而增大，但在密度一定 之 后基本保持不变，随着密度的进一步增大，感度反而降低5）装药量：药量过于少感度下降，在针刺火帽中一般要求药层的厚度在1—1.5mm 以上2.盖片（加强帽）：击针刺入时一部分能量消耗在盖片上面，一次盖片厚度越 大，硬度也就越大，在盖片上面消耗的能量也就越大，火帽 的感度随之下降为保证火帽感度，针刺端盖片厚度为 0.07mm~0.12mm 3.使用条件：（1）装配条件：松动装配的火帽感度低而且安全性不好2）击针性质：击针硬度大感度也就大，目前采用平头，我国规定平头的 直径为 0.25mm3）输入能量的速度快，则损失的能力少，则越敏感 2.2.5 影响火帽点火能力的因素1.击发药的组成：击发药中有起爆药，氧化剂，可燃物点火能力主要依靠 氧化剂和可燃物之间的反应。
2.击发药的物理状态：击发药是非均相体系，反应速度主要取决于击发药中 不活泼成分粒度大持续时间长，点火能力能力大，但是 感度均一性就差了，因此可以通过造粒来增大粒度3．药剂的密度和药量：药量大，持续时间就长，点火能力就大一般密度 越大点后能力也就越大，但密度增大到一定程度之后就医 不再影响了4.环境条件：总体来说，气压低不容易燃烧，温度低也不容易燃烧2.3 撞击火帽撞击火帽 撞击火帽的定义：以撞击激发的火帽 传火序列：1.小口径炮弹中： 击针撞击药筒中的火帽—火帽发出火焰—点燃发射用火药装药 2.大中口径弹药中： 击针撞击底火—底火变形—药筒火帽变形—火台阻止击发药前冲 —击发药发火—点燃底火中的点火药—点燃火药装药2.3.1 撞击火帽的作用和一般要求作用：用来点燃火药，所产生的火焰足以点燃发射装药或其他点火药一般要求： （1） 具有点燃火药的可靠性和作用一致性包括点火时间一致，点火 效果一致，保证火药装药弹道性能一致 （2） 有适当的撞击感度 （3） 壳体有一定的强度 （4） 撞击火帽爆炸反应的产物不会对武器产生有害影响2.3.2 撞击火帽的结构 组成：火帽壳，盖片，击发药，火台 火台：阻止击发药前冲。
可以装在底火中，抢弹壳上或和火帽结合火台：阻止击发药前冲可以装在底火中，抢弹壳上或和火帽结合 材料：由黄铜冲压而成，再涂虫胶漆或采用镀镍的方法提高火帽壳和药剂 的相容性 击发药：保证火帽有合适的感度和足够的点火能力2.3.3 撞击火帽的发火原理：撞针作用于火帽上时，火帽的底部变形向内凹入，由于火台是紧压在火帽盖片上并且固定在药筒或底火中，所以火帽中的药剂受到火台和底火底部 变形引起挤压而发火最初发火的部分就是处于火台尖端面和帽壳凹入的 那部分；（药剂受到挤压时，其中的起爆药受到撞击，压碎，摩擦等形式 的作用，药粒之间相互移动在起爆药的棱角或棱边上产生热点，从而使 装药发火，产生的火焰点燃发射药或底火中的黑火药2.3.4 撞击火帽设计中的几个问题 1.击发药成分，药量以及压力的选择 2．零件的材料，尺寸，和配合对撞击火帽性能的影响 3．火台对撞击火帽感度的影响在规定范围内火台工作面越窄，发货率也就越高用硬质合金作为火台比 碳钢做火台的火帽发火率高要使产生的热点温度高，要求撞针给出的能 量集中于部分药剂上去，因此火台的尖端面积，撞击的半径，帽壳底的硬 度，厚度等都影响火帽的感度 4.性能试验和验收。
外观检验，尺寸检验，撞击感度试验，震动试验，温湿度变化安定性试验， 实弹射击，包装质量的检查和试验摩擦火帽摩擦火帽 摩擦火帽：是靠摩擦簧和药剂摩擦而发火的，结构由摩擦药和火帽壳组成 发火原理。