1  引言

    气体膨胀剂是指燃烧以后产生大量气体的各种物质，它一般是由氧化剂和点火药等添加剂组成。[23]气体膨胀剂一般由固体组成，所以气体膨胀剂通过燃烧迅速产生高温高压的气体，来对周围介质做功，因此在反应过程中生成大量气体产物也是气体膨胀剂一个重要特点。[15]气体膨胀剂燃烧反应在瞬间完成，大量气体产物被强烈压缩在原有体积内，造成数万个MPa的高压，高温高压的气体必然要向周围膨胀，在其膨胀过程中实现气体膨胀剂内在势能转变为机械功或运动气体动能。[12]

    目前，气体膨胀剂的研究和运用在国内外均是热门课题，尤其是国外对气体膨胀剂的研究比较完善，并已经可以运用到了实际工业领域中进行实用，但我国对气体膨胀剂的研究还处于初级阶段，还有处于一种尚待探索的阶段。[14]现今社会在各个领域的应用中均会用到气体膨胀剂，例如气体膨胀剂可以做为起动药用在飞机发动机的涡轮、鱼雷导向叶片和陀螺转子旋转；在汽车领域中应用到安全气囊当中；救生筏等需要快速充气的设施也离不开气体膨胀剂；在军事领用中，气体膨胀剂可以用做火箭、导弹的气体推进剂，也可用于飞机的弹射椅和灭火装置。[13]

课题主要的应用方向为工程爆破。[26]在当今的社会下，中国的国家经济发展和经济建设已经缺少不了工程爆破这一特种行业的推动，在我国国民经济的各种各样的部门中，毫无疑问的是爆破技术已运用到各个部门，而且爆破技术有着傲人的成就与可喜的成果。[27]列举如下几个例子，矿业部门使用爆破技术去把矿石覆盖层揭开，地下巷道的掘进，在露天开采中的爆破技术可以用为地下采矿，矿石开采爆破；修建水上大坝的定向爆破技术被水利相关部门所利用，还有为了打开水库而修建进行饮水隧洞的岩室爆破；铁道交通部门可以将其用在于路堑的爆破，冻土地带和填筑路堤、软土的爆破；石油化工相关行业可以用于埋设地下的管道和过江的管道，还包括对处理油井卡钻等事故进行相应的爆破技术；也可以用于水下炸礁，比如说用于疏浚河道和压实松软土地的水下码头、堤坝地基相应的处理和水下爆破等等，都是现在会经常用到的爆破技术。[13]随着现今科技越来越快的进步和相关领域的发展，部分大型工厂和大规模企业进行改扩建以及迁移工厂等，城市在发展中进行的改建、扩建，拆除控制爆炸已经成为不可或缺的关键技术，同时爆破技术等到了飞速的发展。[13]但是现今的阶段我国确实还存在着很多的问题，比如现今越来越重视着安全、环境和成本等等问题，而气体膨胀剂不仅具有良好的爆炸性能，且具有原料来源非常之广、加工生产成本低等特点，气体膨胀剂既保证了安全，又加速了现在社会的飞速建设，并且大大地节省了经费与花销，是现在爆破工程领域未来发展的新方向。本文正是探索气体膨胀剂的最佳配方以及点火性能的研究。[17] 

1。1  气体膨胀剂的特点

1。1。1  气体膨胀剂的化学反应特点

    气体膨胀剂的爆炸变化按其传播速度和特性的不同分为：热分解、燃烧和爆轰。气体膨胀剂不同于一般燃料的燃烧，气体膨胀剂本身含有氧与可燃成分，因此，其燃烧并不需要借助空气中的氧气便可以自行地进行下去。[4]

1。1。2  气体膨胀剂的应用特点

气体膨胀剂除了具有一般的工业炸药所具有的原料来源丰富、制造工艺简单，加工简便，成本低廉以及安全性好等特点以外，还必须具备以下几点特点： （1）气体膨胀剂的点火以及产气速度必须迅速。（2）气体膨胀剂必须具有安全无毒特点。例如在工程领域中，气体膨胀剂用于建筑爆破，不可以生成有害有毒气体损害周围环境，也不能危害到周围施工人员的身体健康。而且使用气体膨胀剂进行起爆还可以控制扬尘的飞起。（3）气体膨胀剂不可以产生火焰。在进行建筑爆破和矿洞爆破上不可以产生火焰，因为这样容易点燃周围环境中的可燃物，从而造成火灾甚至更大的灾害。（4）生成的残渣比较少。气体膨胀剂的一大特点是反应物在全部氧化的情况下可以全部生成气体，没有残渣剩留，一般残渣中还有有毒成分且不可回收利用。[15]