[일반화약학] B. 화약의 분류

화약의 정의

- 고체 또는 액체 상태의  폭발성 물질로서 충격 또는 열을 가하면 산화반응을 일으켜 다량의 열과 압력이 발생하는 물질

- 충격/열/불/마찰 등에 의해서 급격한 화학반응을 일으키면서 다량의 Gas와 열을 발생시키는 물질 (시험 빈출)

** 추가로 화약은 산화반응을 일으키기 위해서 필요한 산소(산소공급제)를 자체적으로 포함한다

** 산화반응을 통해 열과 빛을 생성하는 것이 연소반응이다. (연소반응은 산화반응의 일종)

** 화약류는 열역학적으로 불안정한 상태이므로 외부의 자극에 의해 쉽게 폭발한다.

 

화약류의 기본 구성

C, H, N, O (시험 문제 빈출)

 

 

폭발의 정의

- 평형상태에 있던 물질계가 내외부의 환경에 의해 물리적 또는 화학적 변화를 일으켜 주위의 압력을 급격하게 상승시키는 현상 (빈출)

- 급속히 진행되는 화학반응에서, 반응에 관여하는 물체가 급격히 또한 현저하게 그 용적을 증가하는 반응

화약류가 폭발하면 80%의 Energy가 일에 쓰이고 20%의 Energy가 소비에 쓰인다. 여기서 다시 일에 쓰이는 Energy 중 80%는 충격에너지고 20%는 압력/진동/소음에 쓰인다.  

 

폭발 속도에 따른 폭발의 분류

폭굉 : 폭발속도 2000~8000m/s

폭발 : 1000~2000m/s

폭연 : 300~800m/s

연소 : 0.01/ms

 

 

폭발에 미치는 요인들 (빈출)

1. 폭발 당시 발생하는 기체의 특성

2. 온도

3. 압력

4. 체적

5. Gas의 발열량

6. 폭발속도

7. 최대압/최대팽창에 이르는 시간

 

 

화약류의 구성

 

산소공급제 : 산소를 공급해줌 ex) 질산암모늄,질산칼륨,과염소산칼륨 (O가 들어감)

가연제 : 온도 올려주고 Gas 발생량 증가 ex) 목분, 황, 알루미늄

감열제 : 열을 낮춰줌 ex) KCl,NaCl,붕사,해조분,식염 

예감제 : 폭약의 감도를 올려줌 ex) TNT DNT DNN DNB (N이 많이들어감)

안정제 : 디페닐아민, 에틸센트랄리트

 

폭발 후 가스

CO, NO2 등이 유해한 가스인데 NO2는 5ppm CO는 15ppm 이상이 되면 유해하다.

 

 

 

화약류의 분류 (빈출)

1. 용도, 2. 법규, 3. 조성 , 4. 성능에 의해 분류된다

 

1. 용도에 의한 분류 : 화약류는 파괴약/추진약/점화점폭약/화공품으로 분류

- 파괴약 : 발파약(다이너마이트,ANFO), 전폭약(테트릴,헥소겐), 작약(콤포지션B,TNT,피크린산)
- 추진약 : 발사약(흑색화약,무연화약), 로켓트 추진약                                                                            
- 점화점폭약 : 점폭약(아지화납,뇌홍), 점화약
- 화공품 : 뇌관, 도화선, 도폭선 등등

2. 법규에 의한 분류 : 화약,폭약,화공품으로 분류된다

- 화약 : 흑색화약(질산칼륨), 무연화약(질산에스테르), 과염소산 화약
- 폭약 : 기폭제(테트라센,아지화납,뇌홍), 질산염폭약(ANFO,칼릿), 질산에스테르폭약
- 화공품 : 뇌관,도폭선,도화선,실탄,화관,화전,공포탄,신관

3. 조성에 의한 분류 : 혼합물,화합물로 나뉜다

- 혼합화약류 : 2 가지 이상의 비폭발성 물질을 혼합하여 폭발성을 갖게함 (ANFO,슬러리폭약)
- 화합화약류 : 단일 물질로서 CHNO를 모두 가지고 있음 (니트로글리세린,니트로셀룰로오스)

4. 성능에 의한 분류 : 화약/폭약으로 나뉜다

- 화약 : 완성화약류/저급 화약류, 정적작용 폭발속도 10~300m/s (도화선, 흑색화약)
- 폭약 : 맹성화약류/고급 화약류, 동적작용+정적작용 폭발속도 2000~8000m/s (헥소겐,테트릴,TNT)

** 충격파에 의한 파괴작용 : 동적작용(폭약)

** 생성Gas에 의한 추진작용: 정적작용(화약)