1、军事化学导论军事化学导论课程编号：课程编号：2314003823140038讲讲 授：贵大勇授：贵大勇电电 话：话：2655804126558041EmailEmail：开课院系：化学与化工学院开课院系：化学与化工学院1第1页，共45页。课程介绍课程介绍教学目标教学目标 军事化学导论是为本科学生开设的综合选修课，学生军事化学导论是为本科学生开设的综合选修课，学生通过学习该课程后通过学习该课程后,掌握化学战剂、烟火药剂、推进剂与掌握化学战剂、烟火药剂、推进剂与火炸药的基本化学原理和知识，了解化学在军事领域中火炸药的基本化学原理和知识，了解化学在军事领域中的应用和发展动态，并能够增强国防意识，提高
2、军事素的应用和发展动态，并能够增强国防意识，提高军事素养。养。课程简介课程简介本课程涉及军事领域中的化学及其应用，主要包括化学战剂、本课程涉及军事领域中的化学及其应用，主要包括化学战剂、烟火药剂、推进剂及火炸药的种类、基本组成、特性及在军事烟火药剂、推进剂及火炸药的种类、基本组成、特性及在军事武器装备中的应用；一些新概念弹药、高新技术武器与化学；武器装备中的应用；一些新概念弹药、高新技术武器与化学；爆炸、化学反恐中的化学及其相关问题。爆炸、化学反恐中的化学及其相关问题。本门课程是针对全校本科生的综合选修课，旨在通过开本门课程是针对全校本科生的综合选修课，旨在通过开设该课程使本科学生有机会获得军
3、事化学的一般知识，设该课程使本科学生有机会获得军事化学的一般知识，了解化学在军事领域中的应用与发展概况，增强国防观了解化学在军事领域中的应用与发展概况，增强国防观念，提高军事素养。念，提高军事素养。2第2页，共45页。教学内容教学内容第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 化学武器与防化化学武器与防化第三章第三章 烟火技术烟火技术第四章第四章 固体推进剂固体推进剂第五章第五章 炸药及其爆炸作用炸药及其爆炸作用第六章第六章 高技术武器与化学高技术武器与化学第七章第七章 化学与反恐化学与反恐3第3页，共45页。考核及成绩评定考核及成绩评定期末考试与平时成绩相结合。期末成绩占70，平时上课及作业（报告）
4、占30 4第4页，共45页。参考书参考书谭有金谭有金.化学与军事化学与军事.北京：解放军文艺出版社，北京：解放军文艺出版社，2003王强，杨清镇王强，杨清镇.化学武器与战争化学武器与战争.北京：国防工业出版社，北京：国防工业出版社，1997刘戟锋，卢天贶刘戟锋，卢天贶.被扭曲的反应式被扭曲的反应式-化学与战争化学与战争.长沙：湖南教长沙：湖南教育出版社，育出版社，1999潘功配，杨硕潘功配，杨硕.烟火学烟火学.北京：北京理工大学出版社，北京：北京理工大学出版社，1997王泽山王泽山.火炸药科学技术火炸药科学技术.北京：北京理工大学出版社，北京：北京理工大学出版社，2002 陈冀胜陈冀胜.如何应
5、对化学恐怖与化学毒性灾害如何应对化学恐怖与化学毒性灾害.北京：科学出版社，北京：科学出版社，2006 5第5页，共45页。军事化学导论军事化学导论1 1 绪论绪论6第6页，共45页。1.1 军事化学基本概念军事化学基本概念化学和我们的生活息息相关，化学是一门极化学和我们的生活息息相关，化学是一门极其有趣而又十分重要的学科。其有趣而又十分重要的学科。化学是一门研究物质的组成、结构、性质以化学是一门研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的基础自然学。及变化规律的基础自然学。7第7页，共45页。1.1 军事化学基本概念军事化学基本概念 化学是研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的一化学是研究物质的
6、组成、结构、性质及其变化规律的一门基础自然学科。门基础自然学科。注意：由于自然科学发展的日益微观化和交叉化，化学科学研究所涉及注意：由于自然科学发展的日益微观化和交叉化，化学科学研究所涉及的内容日益广泛、深入和复杂，化学科学同其它科学相互渗透的关系日的内容日益广泛、深入和复杂，化学科学同其它科学相互渗透的关系日益密切，已经使得怎样理解化学对象和确定化学定义，或在化学科学同益密切，已经使得怎样理解化学对象和确定化学定义，或在化学科学同其它科学之间划出一条明确的分界线成了相当困难的问题。其它科学之间划出一条明确的分界线成了相当困难的问题。现在比较全面的化学定义在现在比较全面的化学定义在化学哲学基础
7、化学哲学基础中有比较详细的中有比较详细的论述。论述。化学究竟是怎样一门科学？化学究竟是怎样一门科学？8第8页，共45页。1.1 军事化学基本概念军事化学基本概念化学元素（世界上已发现的化学元素达到118种）化合物（成千上万）物理化学性质（化学性质指物质在化学反应中所表现出来的性质，如还原性，氧化性，酸性，碱性.物理性质是物质在非化学反应中表现出的性质，如：颜色，气味，密度，比热.）9第9页，共45页。1.1 军事化学基本概念军事化学基本概念军事化学军事化学化学与武器化学与武器 几乎任何人都不会认为战争是一种有价值的人类几乎任何人都不会认为战争是一种有价值的人类活动，但是一旦战争爆发，人人都希望
8、取得胜利。因活动，但是一旦战争爆发，人人都希望取得胜利。因此，世界各国政府总是号召科学家们研制出更有效的此，世界各国政府总是号召科学家们研制出更有效的武器或更好的防御物。化学在武器和防御物两方面都武器或更好的防御物。化学在武器和防御物两方面都发挥了很大的作用。因此，美国西点军校要求其每一发挥了很大的作用。因此，美国西点军校要求其每一位学员都必须学习化学，而且美国军队的所有部门都位学员都必须学习化学，而且美国军队的所有部门都规定要支持有关领域的化学研究。规定要支持有关领域的化学研究。10第10页，共45页。1.2 化学与国防和军事的关系化学与国防和军事的关系（化学在军事上的价值及作用（化学在军事
9、上的价值及作用）11第11页，共45页。1.2 化学与国防和军事的关系化学与国防和军事的关系（化学在军事上的价值及作用（化学在军事上的价值及作用）化学知识与国防和军事间有着密切的关系武器：火药（原动力）、炸药；化学战剂；枪炮、弹体材料其它：战时食品的保障、运输，军用物品的制造与供应，汽车飞机等的燃料等。12第12页，共45页。13第13页，共45页。14第14页，共45页。火药是我国古代四大发明之一，距火药是我国古代四大发明之一，距今已有今已有 1000多年的历史。火药最初多年的历史。火药最初主要用于医药，这从其命名中的主要用于医药，这从其命名中的“药药”字即可见一斑。据（本草纲目字即可见一斑
10、。据（本草纲目记载，记载，火药有去湿气、除瘟疫、治疮癣的作火药有去湿气、除瘟疫、治疮癣的作用，后来火药传至欧洲才用于军事用，后来火药传至欧洲才用于军事。一、火药一、火药武器的灵魂武器的灵魂1.3 化学在军事中的应用化学在军事中的应用15第15页，共45页。黑火药黑火药的主要成分是：硝酸钾、硫、木的主要成分是：硝酸钾、硫、木炭：炭：2KNO3+S+3C =K2S+N2+3CO2 据测，大约据测，大约4克黑火药着火燃烧时，克黑火药着火燃烧时，可产生可产生280升气体，体积可膨胀近万倍。升气体，体积可膨胀近万倍。由于爆炸时有由于爆炸时有K2S固体产生，往往有很多固体产生，往往有很多浓烟冒出，黑火药之
11、名便由此而来。浓烟冒出，黑火药之名便由此而来。16第16页，共45页。黄色火药：黄色火药：苦味酸苦味酸17第17页，共45页。硝化甘油：硝化甘油：硝化甘油是一种非常不稳定的化合物，硝化甘油是一种非常不稳定的化合物，稍为震动都会发生猛烈的爆炸，诺贝尔将硝稍为震动都会发生猛烈的爆炸，诺贝尔将硝化甘油与硅藻土混合，获得稳定、安全、威化甘油与硅藻土混合，获得稳定、安全、威力强大的新式炸药。力强大的新式炸药。18第18页，共45页。诺贝尔一生共获得诺贝尔一生共获得255项科学项科学发明专利权，他在发明专利权，他在 1864年研制年研制出的炸药和雷管，在生产上和军出的炸药和雷管，在生产上和军事上发挥了巨大
12、作用，同时也获事上发挥了巨大作用，同时也获得高额利润。雨果称诺贝尔为得高额利润。雨果称诺贝尔为“欧洲最富有的人欧洲最富有的人”。诺贝尔醉。诺贝尔醉心于化学研究，终生未娶心于化学研究，终生未娶。诺贝尔去世后留下约诺贝尔去世后留下约920万万美元。自美元。自1901年起，设立了年起，设立了物物理学、化学、医学和生理学、理学、化学、医学和生理学、文学、和平奖文学、和平奖，后来又增设，后来又增设了了经济学奖经济学奖。19第19页，共45页。TNT20第20页，共45页。二、烟雾弹二、烟雾弹恐怖的云海恐怖的云海“烟烟”是由固体颗料组成的，是由固体颗料组成的，“雾雾”则是由小液滴组则是由小液滴组成的。烟幕
13、弹的原理是通过化学反应在空气中造成大成的。烟幕弹的原理是通过化学反应在空气中造成大范围的化学烟雾。装有白磷烟幕弹引爆后，白磷迅速范围的化学烟雾。装有白磷烟幕弹引爆后，白磷迅速在空气中燃烧，其反应方程式为：在空气中燃烧，其反应方程式为：4 P+5 O2 =2P2O5P2O5 与水蒸气反应：与水蒸气反应：2P2O5 +6H2O=4 H3PO4 P2O5 +H2O=2HPO3这些酸液滴与为反应的白色颗粒状这些酸液滴与为反应的白色颗粒状P2O5悬浮在空气中，便悬浮在空气中，便形成了形成了“云海云海”。21第21页，共45页。烟幕弹爆后1s的图象 烟幕弹爆后12s的图象 烟幕弹爆后32s的图象 22第2
14、2页，共45页。三、燃烧弹三、燃烧弹致命的火神致命的火神汽油汽油 +凝固剂凝固剂 凝固汽油弹凝固汽油弹凝固汽油弹凝固汽油弹 +碱金属碱金属攻击水中目标攻击水中目标铝制剂燃烧弹铝制剂燃烧弹攻击坦克攻击坦克2Al+Fe2O3 =Al2O3 +Fe +热量热量23第23页，共45页。燃烧及分散情况燃烧及分散情况24第24页，共45页。对弹药箱的烧毁25第25页，共45页。对钢板、铝合金的烧毁26第26页，共45页。四、化学武器四、化学武器战场上的魔影战场上的魔影第一次世界大战，是战争史上首次大规第一次世界大战，是战争史上首次大规模使用化学武器的作战。模使用化学武器的作战。1915年年4月月22日，在
15、比利时的伊普雷地区，德军用日，在比利时的伊普雷地区，德军用5730只钢瓶向法军阵地施放了只钢瓶向法军阵地施放了180吨氯吨氯气，造成气，造成1万万5千人中毒，其中有千人中毒，其中有5千人千人死亡，死亡，2400多人被俘，英法联军阵地被多人被俘，英法联军阵地被打开了一个打开了一个7-8千米的正面口子。千米的正面口子。27第27页，共45页。哈伯因合成氨于哈伯因合成氨于1918年获诺贝尔化学奖。年获诺贝尔化学奖。哈伯在第一次世界大哈伯在第一次世界大战期间，还从事毒气战期间，还从事毒气武器的研制，因而遭武器的研制，因而遭到各国科学家的指责。到各国科学家的指责。历史告诉人们，科学历史告诉人们，科学是一
16、把双刃剑，仅仅是一把双刃剑，仅仅注目于科学和技术的注目于科学和技术的进步是不够的，必须进步是不够的，必须站在人民和进步事业站在人民和进步事业的立场上，让科学为的立场上，让科学为人类的幸福服务。人类的幸福服务。28第28页，共45页。化学武器分类：化学武器分类：神经性毒剂（沙林、神经性毒剂（沙林、VX、梭曼、塔崩）、梭曼、塔崩）糜烂性毒剂（芥子气、路易氏气）糜烂性毒剂（芥子气、路易氏气）全身中毒性毒剂（氢氰酸、氯化氰）全身中毒性毒剂（氢氰酸、氯化氰）窒息性毒剂（光气、双光气）窒息性毒剂（光气、双光气）失能性毒剂（失能性毒剂（BZ）刺激性毒剂（刺激性毒剂（CS、苯氯乙酮、亚当氏气）、苯氯乙酮、亚当
17、氏气）植物杀伤剂植物杀伤剂 29第29页，共45页。一九三八年十二月，一九三八年十二月，德国科学家哈恩发现了德国科学家哈恩发现了铀被中子轰击后发生核铀被中子轰击后发生核裂变反应。裂变反应。五、核武器五、核武器30第30页，共45页。1939年年1月，月，德国女科学家德国女科学家梅特涅对原子梅特涅对原子核裂变作出了核裂变作出了解释，估算出解释，估算出一个铀核裂变一个铀核裂变会释放出会释放出2亿亿电子伏特的巨电子伏特的巨大能量。大能量。31第31页，共45页。32第32页，共45页。原子弹原子弹 原子弹是利用铀原子弹是利用铀-235或钚或钚-239等重原子核裂变反应，等重原子核裂变反应，瞬间释放巨
18、大能量达到破坏效果的核武器，也称裂变瞬间释放巨大能量达到破坏效果的核武器，也称裂变弹。根据核装料的不同，可分为铀弹和钚弹。以铀弹。根据核装料的不同，可分为铀弹和钚弹。以铀-235作为核装料的称铀弹，以钚作为核装料的称铀弹，以钚-239作为核装料的称为作为核装料的称为钚弹。钚弹。1千克的铀千克的铀-235或钚或钚-239如果完全裂变，裂变如果完全裂变，裂变和衰变过程中总共可释放约两万吨和衰变过程中总共可释放约两万吨TNT当量的能当量的能量。量。33第33页，共45页。1945年年8月月6日，美国投到日本广岛的日，美国投到日本广岛的称为称为“小男孩小男孩”（Little Boy)原子弹原子弹铀弹）
19、。铀弹）。相当相当18000000kg的的TNT爆炸当量爆炸当量34第34页，共45页。1945年年8月月9日，一颗名为日，一颗名为“胖子胖子”（Fat Man)的原子弹（钚弹）在长崎落下。的原子弹（钚弹）在长崎落下。35第35页，共45页。原子弹爆炸形成的蘑菇云原子弹爆炸形成的蘑菇云36第36页，共45页。氢弹是利用氢的同位素氘、氚等轻原子核氢弹是利用氢的同位素氘、氚等轻原子核的聚变反应瞬时释放出巨大能量而实现爆炸的聚变反应瞬时释放出巨大能量而实现爆炸的核武器，亦称聚变弹或热核弹。氢弹的杀的核武器，亦称聚变弹或热核弹。氢弹的杀伤破坏因素与原子弹相同，但威力比原子弹伤破坏因素与原子弹相同，但威
20、力比原子弹大得多。原子弹的威力通常为几百至几万吨大得多。原子弹的威力通常为几百至几万吨梯恩梯当量，氢弹的威力则可大至几千万吨。梯恩梯当量，氢弹的威力则可大至几千万吨。还可通过设计增强或减弱其些破坏因素，其还可通过设计增强或减弱其些破坏因素，其战术技术性能比原子弹更好。战术技术性能比原子弹更好。氢氢 弹弹37第37页，共45页。氢弹空中爆炸氢弹空中爆炸的火球的火球 38第38页，共45页。军事领域无处无化学军事领域无处无化学利用金属焰色反应的特征利用金属焰色反应的特征,可制造瑰丽多彩的信号弹。可制造瑰丽多彩的信号弹。锶的焰色反应呈洋红色锶的焰色反应呈洋红色,因此可用硝酸锶来制造红色信因此可用硝酸
21、锶来制造红色信号弹号弹,硝酸钾可用来制造葡萄紫色的信号弹。具有坚强硝酸钾可用来制造葡萄紫色的信号弹。具有坚强性格的未来性格的未来“第三金属第三金属”钛钛,能制造飞机能制造飞机!火箭火箭,还能制还能制造坦克、军舰、核潜艇等。钛没有磁性造坦克、军舰、核潜艇等。钛没有磁性,磁性水雷对这磁性水雷对这种潜艇无能为力。神奇的雷达是飞机的种潜艇无能为力。神奇的雷达是飞机的“照妖镜照妖镜”,然然而而,一种叫铁氧体的化学涂料一种叫铁氧体的化学涂料,它能吸收雷达波。因此明它能吸收雷达波。因此明察秋毫的雷达对涂有这种化学涂料的隐形飞机也无能为察秋毫的雷达对涂有这种化学涂料的隐形飞机也无能为力。力。39第39页，共4
22、5页。综上所述综上所述,我们可以深刻认识到化学已渗透到军事的我们可以深刻认识到化学已渗透到军事的各个领域之中各个领域之中,为了保卫祖国为了保卫祖国,巩固国防巩固国防,在战争的危险还在战争的危险还没有消除的今天没有消除的今天,努力下苦功努力下苦功,学好化学无疑是十分重要学好化学无疑是十分重要的。的。40第40页，共45页。1.4 化学在军事中应用的发展历史和现状化学在军事中应用的发展历史和现状 在人类文明进化的长河中，将化学知识应用于军事的在人类文明进化的长河中，将化学知识应用于军事的历史，如同人类文明的历史一样悠久。历史，如同人类文明的历史一样悠久。化学反应式被扭曲了化学反应式被扭曲了-人类文
23、明史上出现了化学的军事应用。人类文明史上出现了化学的军事应用。41第41页，共45页。1.4 化学在军事中应用的发展历史和现状化学在军事中应用的发展历史和现状 从火药到高爆炸药的发明和应用，化学材料的发明和应用，以及各种化学毒剂与武器的发明和应用。远古人类的火攻 火器时代火药、高爆炸药的应用（化学能源导致军事革命）化学材料的发明（奠定了战争的物质基础）化学战42第42页，共45页。公元前559年 中国13国联合伐秦公元前5世纪（431年）古希腊伯罗奔尼撒战争19141918年 第一次世界大战第二次世界大战 19371945年 日军侵华战争19501953年 美军侵朝战争19621970年 美国
24、侵越战争1979年 前苏联侵略阿富汗战争1981年 越南在柬埔寨和老挝使用化学武器两伊战争43第43页，共45页。回顾化学发展过程，化学史上每一个重大的化学成就都是在一定的社会背景条件下产生，合成氨的成功和实现工业化生产也不例外，它和当时德国军事上需要的刺激和推动密切有关。一项重大的科技发明历来就是一把锋利的双刃剑，在给人类带来福音和实惠的同时，也带来了不幸和灾难，合成氨的发明同样如此。44第44页，共45页。化学与反恐化学与反恐 反恐事关国际国内和平稳定的大局。世反恐事关国际国内和平稳定的大局。世界发展需要和平稳定的环境，恐怖主义界发展需要和平稳定的环境，恐怖主义已成为国际社会和谐安定的重大威胁，已成为国际社会和谐安定的重大威胁，使用化学爆炸物、化学毒剂等造成破坏使用化学爆炸物、化学毒剂等造成破坏和恐慌是恐怖分子最常用手段之一，反和恐慌是恐怖分子最常用手段之一，反恐怖爆炸及应对化学恐怖刻不容缓。恐怖爆炸及应对化学恐怖刻不容缓。45第45页，共45页。
