强光致盲药剂设计及发光特征研究(4)
2.3.1配方设计研究技术途径分析
强光致盲弹药配方有两个基本要求：一是有足够强的光辐射能力；二是要有合适的感度，保证运输、使用和勤务管理等过程中的安全。其中前者要求选择合适的反应体系，是设计中的重点。后者可在反应体系确定后，通过加入粘合剂和添加剂来保证。
在组成上，强光致盲药剂主要由氧化剂、还原剂组成，为了确保强闪光药剂有足够的光辐射能力，在氧化剂和还原剂的选择上应遵循以下几个规律：
（1） 燃烧温度
强光致盲药剂的发光强度是随着燃烧温度升高而显著的增大。因为强闪光药剂的发光辐射属于热辐射。由热辐射定律（斯蒂芬-玻尔兹曼定律）可知，辐射能与温度的四次方成正比。
强光致盲药剂的燃烧温度是与其反应热及生成热的热容相关。为此，选用燃烧热热值大的可燃剂和生成热热值小的氧化剂配制强闪光药剂是提高其燃烧温度有效的技术途径。
（2） 火焰中气-固-液占有量
强闪光药剂的发光强度与其燃烧火焰中气-固-液占有量密切相关。没有气体生成则没有火焰出现。但是，若火焰内气体生成量较大时，会加快火焰冷却，使发光强度降低。火焰中气体占有量以占有药剂质量的15%～25%为佳。强闪光药剂中需要有大量的固体粒子和液体粒子，它们的占有量增多，有利于发光强度的提高。此外，火焰中固体微粒愈小时，愈有利于发光性能的提高。
（3） 原材料的粒度
强闪光药剂各组分的粒度（特别是氧化剂和可燃剂的粒度）对发光强度和燃烧速度影响很大。组成强闪光药剂各组分的颗粒愈小，比表面愈大，则燃速愈快，发光强度愈高。
可燃剂颗粒比表面大时，则与氧化剂的接触面大，反应性好，因此燃烧速度快，发光强度高。
（4） 燃烧速度
一般情况下，强闪光药剂的发光强度随其燃烧速度的增大而增强。但二者并非存在线性关系。通常在一定范围内适当增加金属可燃剂可提高强闪光药剂的燃烧速度和发光强度。
就强闪光药剂自身而言，应该安全、可靠，受到一定的机械和热的作用不会发生燃烧爆炸。所以，要求灭火剂的热感度和机械感度比较低，具有良好的安全性。
强光致盲药剂的寿命一般要求为5～10年，这就要求强光致盲药剂的吸湿性小，具有良好的物理、化学安定性。
2.3.2药剂组份选择原则
在2.3.1节中，原则上提高了强光致盲药剂由氧化剂和还原剂组成，但在燃烧爆炸时，需要更有效的控制药剂释放能量的速率，需要在药剂中加入一些燃速调节剂和功能添加剂。总之，本文在设计强光致盲药剂时，配方由氧化剂、还原剂、添加剂等组成，添加剂则根据需要选用。
（1）氧化剂的选择
氧化剂是强光致盲药剂的基础组分之一，提供氧化性元素，而在氧化性元素中氧元素是最为高效、易得的原料。本文所选的氧化剂都是含氧氧化剂，并在选择中应遵循以下原则：
A. 氧化剂应含有大量的有效氧，以便保证在氧化还原反应时，提供所需要的氧元素量；
B. 机械感度较低，常温下化学性能稳定；
C. 组分吸湿性小；
D. 与可燃物有良好的物化相容性；
E. 原材料易得。
目前常用的氧化剂有:氯酸盐、高氯酸盐、金属氧化物、过氧化物、硝酸盐、硫酸盐、铬酸盐。过氧化物、氯酸盐感度高，化学安定性不好;金属氧化物含氧量少;硫酸盐、铬酸盐氧化性比较弱，同时，其产物与环境的相容性差。因此本文选用硝酸盐类和高氯酸盐类，选用高氯酸钾、硝酸钡和硝酸钠三种氧化剂。