李治国,孙 鑫,罗 宁,郑荣华

(1.安徽省雷鸣科化有限公司,安徽 淮北 235000；2.中国矿业大学 力学与土木工程学院,江苏 徐州 221116)

0 引言

在工业生产中,煤矿瓦斯聚集极易引发具有强大冲击力和破坏力的爆轰波,会对工人的生命安全和社会的稳定发展造成极大威胁。因此,众多研究人员对燃烧与爆炸的点火与传播过程进行了研究。15世纪初,科研人员已发现强烈的物理波和激波的冲击、振荡作用会触发某些化学物质发生急剧的分解反应。1869年,Abel[1]最先测量出了硝化棉炸药的爆轰速度。1881年,Berthelot等[2]利用爆轰管全方位测量了多种可燃气体和多种氧化剂均匀混合后的爆轰速度,人们对可燃气体爆轰现象的了解由此开始。释放能量效率最高、对外冲击力最大的是爆轰现象,是气体燃烧的最高表现形式。其特征是伴有一道稳定传播的超声速激波(一般在2 000 m/s以上),被爆轰波穿过的气体的热力学状态会急剧增加,促使反应物迅速转化为产物,释放存储在反应物分子化学键中的大量势能,并且转化为产物的内能(热能)和动能。这个能量能够维持波阵面向前运动,可能会产生灾难性的后果。但是,爆炸释放出来的巨大能量是可以利用的。1961年,DeCarli和Jamieson[3]首次在负氧环境中引爆炸药与石墨的混合物,爆轰制备了纳米金刚石颗粒,为纳米材料的合成提供了一个新的思路。根据前驱体的不同,可将爆轰法分为固相、固液、气相、气液等,所使用的爆轰合成装置也存在差异,但主要原理相似,即利用爆轰时的高温、高压促使前驱体裂解、重组,形成新的纳米材料。……