军事与化学
摘要：现代化军备竞争离不开化学的参与作为一个国家最强有力的盟友，军队的强弱将直接关系到国与国之间合作的姿态，因此军备竞争成为了国家之间竞争的主要形式。所以，如何研制出更先进的装备成为了重中之重。
关键词：军事材料 钛合金 化学四弹 化学武器 炸药
一. 钛合金的应用
利用化学方法高效提取金属成为了现代军备竞争中重要的一环，这里就不得不提到了第三金属—钛。在地壳中，钛的储量仅次于铁、铝、镁，居第四位。由于钛具有熔点高、比重小、比强度高、韧性好、抗疲劳、耐腐蚀、导热系数低、高低温度耐受性能好、在急冷急热条件下应力小等特点，其商业价值在二十世纪五十年代开始被人们认识，被应用于航空、航天等高科技领域。随着不断向化工、石油、电力、海水淡化、建筑、日常生活用品等行业推广，钛金属日益被人们重视，被誉为“现代金属”和“战略金属”，是提高国防装备水平不可或缺的重要战略物资. 由于在常温下，钛不怕王水和稀硝酸腐蚀，不怕常温海水腐蚀且没有磁性，所以人们更偏向用其作为潜水艇以防止磁性水雷的攻击。
钛元素发现于1789年，1908年挪威和美国开始使用硫酸法制作钛白，直到1910年在实验室中用钠法制得了海绵钛，1948年美国杜邦公司才用镁法成吨制造海绵钛，标志着钛工业化生产的开始。 其反应过程如下：TiO2+Cl2→TiCl4+O2 TiCl4+2Mg→Ti+2MgCl2
1. 空军方面
钛合金具有较高的抗拉强度（441~1470兆帕），较低的密度（4.5g/cm），优良的抗腐蚀性能和在300~550C 温度下有一定的高温持久强度和很好的低温冲击韧性，是一种理想的轻质结构材料。钛合金具有超塑性的功能特点，采用超塑成形－扩散连接技术，可以以很少的能量消耗和材料消耗将合金制成形状复杂和尺寸精密的制品。因此钛合金在航空工业中的应用主要是制作飞机的机身结构件、起落架、支撑梁、发动机压气机盘、叶片和接头等；在航天工业中，钛合金主要用来制作承力构件、框架、气瓶、压力容器、涡轮泵壳、固体火箭发动机壳体及喷管等零部件。50年代初，在一些军用飞机上开始使用工业纯钛制造后机身的隔热板、机尾罩、减速板等结构件；60年代，钛合金在飞机结构上的应用扩大到襟翼滑轧、承力隔框、起落架梁等主要受力结构中；70年代以来，钛合金在军用飞机和发动机中的用量迅速增加，从战斗机扩大到军用大型轰炸机和运输机，它在F14和F15飞机上的用量占结构重量的25%，在F100和TF39发动机上的用量分别达到25%和33%；80年代以后，钛合金材料和工艺技术达到了进一步发展，一架B1B 飞机需要90402公斤钛材。现有的航空航天用钛合金中，应用最广泛的是多用途的a+b型Ti-6Al-4V 合金。近年来，西方和俄罗斯相继研究出两种新型钛合金，它们分别是高强高韧可焊及成形性良好的钛合金和高温高强阻燃钛合金，这两种先进钛合金在未来的航空航天业中具有良好的应用前景。
2. 陆军方面 o 3
随着现代战争的发展，陆军部队需求具有威力大、射程远、精度高、有快速反应能力的多功能的先进加榴炮系统。先进加榴炮系统的关键技术之一是新材料技术。自行火炮炮塔、构件、轻金属装甲车用材料的轻量化是武器发展的必然趋势。在保证动态与防护的前提下，钛合金在陆军武器上有着广泛的应用。155火炮制退器采用钛合金后不仅可以减轻重量，还可以减少火炮身管因重力引起的变形，有效地提高了射击精度；在主战坦克及直升机－反坦克多用途导弹上的一些形状复杂的构件可用钛合金制造，这既能满足产
品的性能要求又可减少部件的加工费用。比如我国已经成功研制了83-1型和83-2型两种迫击炮都广泛采用了钛合金，将全炮重量降低到18.1公斤，极大的方便了小范围袭扰战的开展。
二. 军事四弹
1. 烟幕弹 烟雾弹是一种非致命性的武器，除非不正确的使用才会造成损伤。通常，烟雾弹内部包含了一个金属容器，以及几个专为放出气体所制造的孔眼（位置在於烟雾弹的头尾两端）。其钢铁容器能够容纳250至350克的有颜色气体（是一种由红、绿、黄、紫四种颜色混合的混合物，用硝酸钾、乳糖和染料制成）。释放出烟雾弹的时候会产生放热反应，而且容器的内部亦会变得异常烫人，尽管烟雾弹里的烟雾已经喷尽。 另一种烟雾弹是较为有爆炸性的，内部成分主要是白磷。这种烟雾弹一旦与空气接触的话，就会立即引爆，还会散发出一种显眼的黄色火花，并且附带着大量的白色烟雾（五氧化二磷）。同时，使用者也必须注意当时的风向，以免烟雾飘向和预计相反的方向。
不过，随着科技的发展，又新产生了一种烟雾弹，它内部的主要成分与蜡烛油的成分类似。这种烟雾弹在燃放后产生的主要成分就是H2O 和CO2，对环境及人体的危害微乎极微。如消防演习用的S-3500、飞行表演用的F-800等都是这种烟雾弹的代表。随着人类对自身健康以及生活环境的越来越重视，老式的烟雾弹正在逐步被这种无毒无污染的新能源类烟雾弹所替代。
2. 照明弹
照明弹内部有一个特别的照明装置，里面装着照明剂。它包含金属可燃物、氧化物和粘合剂等数种物质。金属可燃物主要用镁粉和铝粉制成。镁粉和铝粉燃烧时，能产生几千度的高温、发射出耀眼的光芒。氧化物是硝酸钡或硝酸钠，它们燃烧时能放出大量的氧气，加速镁、铝粉燃烧，增强发光亮度。粘合剂大都采用天然干性油、松香、虫胶等原料制成，它能将药剂粘合在一块，起缓燃作用，保证照明剂有一定的燃烧时间。照明剂放在照明剂盒内，盒的下端连接有降落伞。
照明弹还配有时间引信和抛射药。当弹丸飞到预定的空域时，时间引信开始点火，引燃抛射药，点燃照明剂，抛射药产生的气体压力将照明剂和降落伞抛出弹外，降落伞可在空气阻力作用下张开，吊着照明盒以每秒5—8米的速度徐徐降落、燃烧，使白炽的光芒射向大地。
3. 燃烧弹
用一种粘合剂与汽油粘合成胶装物，可制成凝固汽油弹。有的凝固汽油弹里添加活泼的碱士金属。钾、钙和钡一遇水就激列反应产生具可燃性，可爆物的氢气：2K ＋2H2O== 2KOH＋H2↑ Ba＋2H2O==Ba（OH ）2＋H2↑。这样就能发现和攻击对方水中的目标。
4. 信号弹
金属和它们的化合物在焰上的灼烧，火焰可呈各种颜色，也就是焰色反应。军事上利用这一性质可用制造各种颜色的信号弹。锶的焰色反应呈洋红色，因此军事上用硝酸锶和碳酸锶制造红色信号弹。
三. 化学武器 狭义的化学武器是指各种化学弹药和毒剂布洒器。化学弹药是指战斗部内主要装填毒剂（或二元化学武器前体）的弹药。主要有化学炮弹、化学航弹、化学手榴弹、化学枪榴弹、化学地雷、化学火箭弹和导弹的化学弹头等。由两种以上可以生成毒剂的无毒或低毒的化学物质构成的武器称为二元化学武器。化学物质分装在弹体中由隔膜隔开的容器内，在投射过程中隔膜破裂，上述物质依靠旋转或搅拌混合而迅速生成毒剂。（化学武器毒气种类：芥子气、路易氏气、催泪瓦斯乙基溴、光气、氯气）。
虽然国际上已经有了《关于禁止发展、生产、储存和使用化学武器及销毁此种武器的公约》（简称《化学武器公约》）并有了禁化武组织，但化学裁军在全球的实现仍然面对着艰巨的挑战。威胁是现实的。化学武器容易生产和储存，其所造成的危险任何人都不能幸免，特别是在冲突地区，如果落在恐怖分子手中更是尤其危险。这项工作不是靠一部分人就可以完成的，它需要整个国际社会共同采取行动。
四. 炸药 火药最早是由中国劳动人民发明制造的，当初主要用于医药。据《本草纲目》记载，火药有去湿气，除瘟疫，治疮藓的作用，从火药两字中的“药”字即可见一斑，后来火药传至欧洲才用于军事。军事上黑火药的成分是：75%的硝酸钾，10%的硫，15%木炭（有时火药也呈褐色，也叫褐火药）。黑火药极易剧烈燃烧。同时，燃烧产生的热使气体剧烈膨胀，发生爆炸。
随着军事化学发展，出现了比黑火药爆炸威力更大的烈性炸药。一般是含硝基的有机化合物，首先是苦味酸即黄色炸药，由苯酚制成。硝化甘油是由于一场化学实验室的偶然事故发现的一种烈性炸药的主要成分，它由甘油（丙三醇）硝化制得。后来出现了烈性炸药TNT ，现在被广泛用作军事武器中的炸药和炸药当标准，它是由甲苯硝化而成。 另外，硝铵除了是一种很好的氮肥，同时也是一种烈性炸药，当受到突然加热至高温或猛烈撞击时，会发生爆炸性分解。国内外都发生过硝铵（用作肥料）仓库爆炸事故。至于无烟火药则是用棉花（主要成分是纤维素）经硝化反应制得，化学名称为纤维素三硝酸酯。
因此，化学作为一门庞大的知识体系，能用来解决人类面临的问题，满足社的需要，对人类社会做出贡献。它的成就已成为社会文明的标志，深刻的影响着人类社会的发展。社会的发展离不开人类的发展，人类的发展离不开人的生存，而人的生存离不开化学。社会的一切发展，生命是基础。一切生命的起源离不开化学变化，一切生命的延续同样离不开化学变化。正如恩格斯说：“生命的起源必然是通过化学的途径实现的。”总之，现代生活与化学是紧密相连不可分割的。不管是生命本身作为一个过程，还是生命得以维持所必须依赖的外在物质条件，都离不开化学。没有生命还有化学，没有了化学就绝对不会再有生命存在。化学是生命存在的支柱，也是社会存在和发展的支柱和动力。我们更应该学好化学，更好地利用化学知识去守护我们的家园。
姓名：李俊雷
班级：日语1401班
学号：[1**********]0
军事与化学
摘要：现代化军备竞争离不开化学的参与作为一个国家最强有力的盟友，军队的强弱将直接关系到国与国之间合作的姿态，因此军备竞争成为了国家之间竞争的主要形式。所以，如何研制出更先进的装备成为了重中之重。
关键词：军事材料 钛合金 化学四弹 化学武器 炸药
一. 钛合金的应用
利用化学方法高效提取金属成为了现代军备竞争中重要的一环，这里就不得不提到了第三金属—钛。在地壳中，钛的储量仅次于铁、铝、镁，居第四位。由于钛具有熔点高、比重小、比强度高、韧性好、抗疲劳、耐腐蚀、导热系数低、高低温度耐受性能好、在急冷急热条件下应力小等特点，其商业价值在二十世纪五十年代开始被人们认识，被应用于航空、航天等高科技领域。随着不断向化工、石油、电力、海水淡化、建筑、日常生活用品等行业推广，钛金属日益被人们重视，被誉为“现代金属”和“战略金属”，是提高国防装备水平不可或缺的重要战略物资. 由于在常温下，钛不怕王水和稀硝酸腐蚀，不怕常温海水腐蚀且没有磁性，所以人们更偏向用其作为潜水艇以防止磁性水雷的攻击。
钛元素发现于1789年，1908年挪威和美国开始使用硫酸法制作钛白，直到1910年在实验室中用钠法制得了海绵钛，1948年美国杜邦公司才用镁法成吨制造海绵钛，标志着钛工业化生产的开始。 其反应过程如下：TiO2+Cl2→TiCl4+O2 TiCl4+2Mg→Ti+2MgCl2
1. 空军方面
钛合金具有较高的抗拉强度（441~1470兆帕），较低的密度（4.5g/cm），优良的抗腐蚀性能和在300~550C 温度下有一定的高温持久强度和很好的低温冲击韧性，是一种理想的轻质结构材料。钛合金具有超塑性的功能特点，采用超塑成形－扩散连接技术，可以以很少的能量消耗和材料消耗将合金制成形状复杂和尺寸精密的制品。因此钛合金在航空工业中的应用主要是制作飞机的机身结构件、起落架、支撑梁、发动机压气机盘、叶片和接头等；在航天工业中，钛合金主要用来制作承力构件、框架、气瓶、压力容器、涡轮泵壳、固体火箭发动机壳体及喷管等零部件。50年代初，在一些军用飞机上开始使用工业纯钛制造后机身的隔热板、机尾罩、减速板等结构件；60年代，钛合金在飞机结构上的应用扩大到襟翼滑轧、承力隔框、起落架梁等主要受力结构中；70年代以来，钛合金在军用飞机和发动机中的用量迅速增加，从战斗机扩大到军用大型轰炸机和运输机，它在F14和F15飞机上的用量占结构重量的25%，在F100和TF39发动机上的用量分别达到25%和33%；80年代以后，钛合金材料和工艺技术达到了进一步发展，一架B1B 飞机需要90402公斤钛材。现有的航空航天用钛合金中，应用最广泛的是多用途的a+b型Ti-6Al-4V 合金。近年来，西方和俄罗斯相继研究出两种新型钛合金，它们分别是高强高韧可焊及成形性良好的钛合金和高温高强阻燃钛合金，这两种先进钛合金在未来的航空航天业中具有良好的应用前景。
2. 陆军方面 o 3
随着现代战争的发展，陆军部队需求具有威力大、射程远、精度高、有快速反应能力的多功能的先进加榴炮系统。先进加榴炮系统的关键技术之一是新材料技术。自行火炮炮塔、构件、轻金属装甲车用材料的轻量化是武器发展的必然趋势。在保证动态与防护的前提下，钛合金在陆军武器上有着广泛的应用。155火炮制退器采用钛合金后不仅可以减轻重量，还可以减少火炮身管因重力引起的变形，有效地提高了射击精度；在主战坦克及直升机－反坦克多用途导弹上的一些形状复杂的构件可用钛合金制造，这既能满足产
品的性能要求又可减少部件的加工费用。比如我国已经成功研制了83-1型和83-2型两种迫击炮都广泛采用了钛合金，将全炮重量降低到18.1公斤，极大的方便了小范围袭扰战的开展。
二. 军事四弹
1. 烟幕弹 烟雾弹是一种非致命性的武器，除非不正确的使用才会造成损伤。通常，烟雾弹内部包含了一个金属容器，以及几个专为放出气体所制造的孔眼（位置在於烟雾弹的头尾两端）。其钢铁容器能够容纳250至350克的有颜色气体（是一种由红、绿、黄、紫四种颜色混合的混合物，用硝酸钾、乳糖和染料制成）。释放出烟雾弹的时候会产生放热反应，而且容器的内部亦会变得异常烫人，尽管烟雾弹里的烟雾已经喷尽。 另一种烟雾弹是较为有爆炸性的，内部成分主要是白磷。这种烟雾弹一旦与空气接触的话，就会立即引爆，还会散发出一种显眼的黄色火花，并且附带着大量的白色烟雾（五氧化二磷）。同时，使用者也必须注意当时的风向，以免烟雾飘向和预计相反的方向。
不过，随着科技的发展，又新产生了一种烟雾弹，它内部的主要成分与蜡烛油的成分类似。这种烟雾弹在燃放后产生的主要成分就是H2O 和CO2，对环境及人体的危害微乎极微。如消防演习用的S-3500、飞行表演用的F-800等都是这种烟雾弹的代表。随着人类对自身健康以及生活环境的越来越重视，老式的烟雾弹正在逐步被这种无毒无污染的新能源类烟雾弹所替代。
2. 照明弹
照明弹内部有一个特别的照明装置，里面装着照明剂。它包含金属可燃物、氧化物和粘合剂等数种物质。金属可燃物主要用镁粉和铝粉制成。镁粉和铝粉燃烧时，能产生几千度的高温、发射出耀眼的光芒。氧化物是硝酸钡或硝酸钠，它们燃烧时能放出大量的氧气，加速镁、铝粉燃烧，增强发光亮度。粘合剂大都采用天然干性油、松香、虫胶等原料制成，它能将药剂粘合在一块，起缓燃作用，保证照明剂有一定的燃烧时间。照明剂放在照明剂盒内，盒的下端连接有降落伞。
照明弹还配有时间引信和抛射药。当弹丸飞到预定的空域时，时间引信开始点火，引燃抛射药，点燃照明剂，抛射药产生的气体压力将照明剂和降落伞抛出弹外，降落伞可在空气阻力作用下张开，吊着照明盒以每秒5—8米的速度徐徐降落、燃烧，使白炽的光芒射向大地。
3. 燃烧弹
用一种粘合剂与汽油粘合成胶装物，可制成凝固汽油弹。有的凝固汽油弹里添加活泼的碱士金属。钾、钙和钡一遇水就激列反应产生具可燃性，可爆物的氢气：2K ＋2H2O== 2KOH＋H2↑ Ba＋2H2O==Ba（OH ）2＋H2↑。这样就能发现和攻击对方水中的目标。
4. 信号弹
金属和它们的化合物在焰上的灼烧，火焰可呈各种颜色，也就是焰色反应。军事上利用这一性质可用制造各种颜色的信号弹。锶的焰色反应呈洋红色，因此军事上用硝酸锶和碳酸锶制造红色信号弹。
三. 化学武器 狭义的化学武器是指各种化学弹药和毒剂布洒器。化学弹药是指战斗部内主要装填毒剂（或二元化学武器前体）的弹药。主要有化学炮弹、化学航弹、化学手榴弹、化学枪榴弹、化学地雷、化学火箭弹和导弹的化学弹头等。由两种以上可以生成毒剂的无毒或低毒的化学物质构成的武器称为二元化学武器。化学物质分装在弹体中由隔膜隔开的容器内，在投射过程中隔膜破裂，上述物质依靠旋转或搅拌混合而迅速生成毒剂。（化学武器毒气种类：芥子气、路易氏气、催泪瓦斯乙基溴、光气、氯气）。
虽然国际上已经有了《关于禁止发展、生产、储存和使用化学武器及销毁此种武器的公约》（简称《化学武器公约》）并有了禁化武组织，但化学裁军在全球的实现仍然面对着艰巨的挑战。威胁是现实的。化学武器容易生产和储存，其所造成的危险任何人都不能幸免，特别是在冲突地区，如果落在恐怖分子手中更是尤其危险。这项工作不是靠一部分人就可以完成的，它需要整个国际社会共同采取行动。
四. 炸药 火药最早是由中国劳动人民发明制造的，当初主要用于医药。据《本草纲目》记载，火药有去湿气，除瘟疫，治疮藓的作用，从火药两字中的“药”字即可见一斑，后来火药传至欧洲才用于军事。军事上黑火药的成分是：75%的硝酸钾，10%的硫，15%木炭（有时火药也呈褐色，也叫褐火药）。黑火药极易剧烈燃烧。同时，燃烧产生的热使气体剧烈膨胀，发生爆炸。
随着军事化学发展，出现了比黑火药爆炸威力更大的烈性炸药。一般是含硝基的有机化合物，首先是苦味酸即黄色炸药，由苯酚制成。硝化甘油是由于一场化学实验室的偶然事故发现的一种烈性炸药的主要成分，它由甘油（丙三醇）硝化制得。后来出现了烈性炸药TNT ，现在被广泛用作军事武器中的炸药和炸药当标准，它是由甲苯硝化而成。 另外，硝铵除了是一种很好的氮肥，同时也是一种烈性炸药，当受到突然加热至高温或猛烈撞击时，会发生爆炸性分解。国内外都发生过硝铵（用作肥料）仓库爆炸事故。至于无烟火药则是用棉花（主要成分是纤维素）经硝化反应制得，化学名称为纤维素三硝酸酯。
因此，化学作为一门庞大的知识体系，能用来解决人类面临的问题，满足社的需要，对人类社会做出贡献。它的成就已成为社会文明的标志，深刻的影响着人类社会的发展。社会的发展离不开人类的发展，人类的发展离不开人的生存，而人的生存离不开化学。社会的一切发展，生命是基础。一切生命的起源离不开化学变化，一切生命的延续同样离不开化学变化。正如恩格斯说：“生命的起源必然是通过化学的途径实现的。”总之，现代生活与化学是紧密相连不可分割的。不管是生命本身作为一个过程，还是生命得以维持所必须依赖的外在物质条件，都离不开化学。没有生命还有化学，没有了化学就绝对不会再有生命存在。化学是生命存在的支柱，也是社会存在和发展的支柱和动力。我们更应该学好化学，更好地利用化学知识去守护我们的家园。
姓名：李俊雷
班级：日语1401班
学号：[1**********]0