《炸药与相关物品百科全书·第八卷》全面导读简报
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一、文件身份证与机构档案
项目 信息
报告编号 ADA057762
完整书名 Encyclopedia of Explosives and Related Items, PATR 2700, Volume 8
出版机构 美国陆军军械研究、发展与工程中心（ARDEC），皮卡汀尼兵工厂（Picatinny Arsenal），新泽西州，美国
主编 西摩·M·凯伊（Seymour M. Kaye）
出版年份 1978年3月
卷次覆盖 词条从 M（Thickener）到 P（Pyruvonitrolic Acid），共 M1–M164、N2–N2190、O1–O73、P1–P527
保密等级 非密（UNCLASSIFIED），公开发行
国会图书馆卡片号 61-61759
作者与机构谱系：
- 创始主编：巴西尔·T·费多罗夫（Dr. Basil T. Fedoroff，1891–1976），俄裔化学工程师，巴黎索邦大学博士，自1958年起主持编纂第1至7卷（1960–1975），被誉为含能材料领域的"活历史档案馆"。
- 共同主编：奥利弗·E·谢菲尔德（Mr. Oliver E. Sheffield），联邦服务34年，自1943年起在皮卡汀尼兵工厂工作，1975年10月退休。
- 继任主编：西摩·M·凯伊（Seymour M. Kaye），1978年接手第8卷，标志着该百科全书自1958年创立以来首次编辑领导层变更。
- 协作网络：本卷撰写得到私营部门专家（J. Roth、J. Brown、A.P. Hardt、T.Q. Ciccone）、海军军械站（Dr. C.H. McDonnell）以及皮卡汀尼兵工厂含能材料部（Dr. S. Bulusu、S. Helf、H.L. Herman、J. Hendrickson、D.J. Veal）的系统性支持。
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二、为什么写这本书：一部"炸药学"的集体记忆
这不是一本普通的教科书，而是一部用技术报告格式写就的六十年集体记忆。
故事要从1958年说起。那一年，费多罗夫——一位经历过沙俄海军、法国外籍军团，最终落户美国的传奇化学家——在皮卡汀尼兵工厂启动了一项近乎疯狂的计划：把人类历史上所有关于炸药、推进剂、烟火剂和弹药的知识，不分国界、不论新旧，全部汇编成一部按字母排序的百科全书。到1975年，他已经完成了七卷，涵盖了从A到L的浩瀚词条。然而，1976年12月29日，费多罗夫在迈阿密逝世，享年85岁；紧接着，他的老搭档谢菲尔德也退休了。这部巨著面临着"断更"的危机。
1978年，凯伊接过了接力棒。他在前言中坦承：换了主编，编辑政策不可避免地发生了变化。第8卷不再像过去那样，对每一种有机母体化合物都穷尽式地罗列其所有叠氮、硝基、硝酸酯等衍生物——"除非这些衍生物确实被证明具有爆炸或高能性质"。换句话说，这一卷开始"挑食"了：只收录有实战或实验价值的"真家伙"，不再做化学式的集邮。同时，凯伊也明确划界：与含能材料无直接关联的领域，不再纳入。
这种转变背后，是1970年代含能材料科学的成熟。学科已经从"发现新化合物"的拓荒期，进入了"筛选、评估、工程化"的精耕期。百科全书不再是化学家的好奇心目录，而成了工程师、军械师、安全官和法医鉴定人员的案头工具。
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三、内容地图：从M到P的化学迷宫
如果把第8卷比作一座图书馆，它有三层：
第一层：词条正文（Descriptive Text）
按字母顺序排列的"词典式"条目，从 M1 Thickener（增稠剂，用于凝固汽油弹的M1/M2/M4标准配方）一路延伸到 P527 Pyruvonitrolic Acid。中间你会遇到：
- 金属与合金：镁粉（Magnesium Powder）的军用规格（MIL-M-382B）、镁铝合金粉（Mg-Al Alloy）的粒度与化学组成要求；
- 经典炸药：硝化甘露醇（Mannitol Hexanitrate，又称Nitromannite，1847年由Sobrero首次制得，与PETN、TNT对比的详细性能数据）；
- 现代高能材料：MEDINA（Methylenedinitramine，CH₂N₄O₄，一种二战后开发的高能硝胺化合物，爆速8700 m/s，毒性低于Tetryl）；
- 推进剂科学：单基、双基、三基固体推进剂配方，以及Mesa型（台地型）和Plateau型（高原型）推进剂的燃烧速率-压力曲线（对导弹和火箭发动机设计至关重要）。
第二层：数据表格（Tables）
这是工程师最爱的"硬货区"。第8卷包含数十张原始数据表，例如：
- 镁与镁铝合金的物理性质、化学纯度、筛分粒度（M4–M8）；
- 八种"甲烷安全炸药"（Methanites）的配方、输出测试、爆炸温度与巷道试验结果（M88）；
- 典型炸药与推进剂材料的熔点（M57）；
- 常见炸药与金属的相容性矩阵（M64，告诉你TNT、RDX、Comp B与铝、铜、钢、镁长期接触会不会"打架"）；
- PETN、RDX、TNT的C-J状态（爆轰C-J面）参数。
第三层：图谱与插图（Figures & Illustrations）
含能材料是"看不见摸不着"的微观战争，这一卷用大量图谱将其可视化：
- 质谱图：二氧化碳、甲烷、RDX的电子轰击质谱与化学电离质谱（Fig 2, 3, 6, 6a）；
- 工艺流程图：硝化甘油洗涤、纤维素硝化、TNT连续制造、PBXN-101制备；
- 工程图：带钢筋网与斜撑的防爆混凝土墙（Laced Concrete Wall）、多层穿孔钢板构成的抑制式屏蔽结构（Suppressive Shielding）；
- 推进剂燃速曲线：对数坐标下的Log Rate vs Log Pressure曲线，展示经典指数律、Plateau效应和Mesa效应。
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四、技术深潜：几个震撼人心的细节
（1）质谱学：给炸药做"指纹鉴定"
在第8卷中，凯伊用整整20页（M19–M39）系统介绍了质谱学（Mass Spectrometry）在炸药分析中的应用。这在上世纪70年代是相当前沿的内容。文章详细解释了：
- 电子轰击电离（EI）如何让RDX、TNT等分子碎裂成特征离子；
- 化学电离（CI）技术如何用甲烷等反应气产生"准分子离子"（MH⁺），从而保留分子量信息——这对鉴定混合物中的微量炸药至关重要；
- 场电离（FI）、大气压电离（API）、离子簇质谱（ICMS）等新兴技术；
- 气相色谱-质谱联用（GC-MS）的在线分析流程。
通俗地说，这就像是教给军方和法医一套"炸药的指纹采集术"：哪怕只是一粒微尘，通过质谱图谱也能指认它是TNT、RDX还是PETN。
（2）MEDINA：一个差点被遗忘的"性能怪兽"
在M49–M52词条中，详细记录了一种名为MEDINA（亚甲基二硝胺，Methylenedinitramine）的化合物。它最初是二战期间英国布里斯托大学研究六胺硝解时的副产物，后来在美国被系统开发。它的故事充满了工程化的艰辛：
- 合成路线：从甲酰化到硝化，再到水解，涉及多步危险反应，曾在第53次放大试验中因阀门卡住导致硝酸积聚，发生冒烟起火；
- 性能数据：爆速8700 m/s，铅铸扩张值681–727 cc（10g样品），砂试验压碎71.9g砂（比RDX的58–61g还高）；
- 优点：威力比RDX高5–10%，成型装药穿透力比RDX高4%；
- 缺点：热稳定性不够好，做雷管装药时因稳定性差而被判定不合格。
MEDINA的故事告诉我们：炸药研究不是"威力越大越好"，而是要在威力、稳定性、安全性和成本之间走钢丝。
（3）镁粉：看似普通，实则"军规森严"
M4–M8页对镁粉的规定细致到令人发指。美国军用规范（MIL-M-382B）将镁粉分为三类：
- I型A级：片状或碎屑，游离金属镁≥96%，用于弹药；
- I型B级：含铝可达10%，游离金属镁+铝≥96%；
- III型：雾化球形粉，游离金属镁≥98%。
每一类都规定了18种粒度编号（从20目到325目）、表观密度（Scott容量计测定）、硫酸不溶物上限（0.15%）、铁含量上限（0.05%）。为什么如此苛刻？因为镁粉是照明弹、曳光弹、铝热剂的核心燃料，粒度不对，燃烧速率就失控；杂质多了，储存时可能自燃。
（4）防爆建筑：当化学家开始设计"盾牌"
M42–M44页讨论了弹药厂的材料处理与建筑防护。这里不仅有化学，更有结构工程学。文章对比了两种防爆理念：
- 传统方案：钢筋混凝土防爆墙（Laced Concrete Wall），墙体内用水平、垂直和斜向钢筋编织成网，像笼子一样把混凝土箍住，防止爆炸碎片穿透；
- 新兴方案：抑制式屏蔽结构（Suppressive Shielding），用多层带孔钢板和角钢组合，让爆炸冲击波在层间反复反射、泄压，同时完全 containment 碎片和火焰。
这相当于在告诉工厂设计师：你可以让墙"硬扛"爆炸，也可以让墙"聪明地"把爆炸能量一点点卸掉。
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五、阅读指南：如何使用这部百科全书
如果你是化学家或分析人员：
直接翻到质量光谱学（M19–M39）和具体化合物词条（如MEDINA、Nitromethane、Mannitol Hexanitrate）。这里有合成路线、纯化方法、光谱数据和分析化学的"标准操作程序"。
如果你是工程师或军械师：
重点阅读表格区（Tables）和配方条目。例如，需要知道某种炸药与铝壳是否兼容？查M64的相容性矩阵。需要设计推进剂燃速？查M60–M61的Plateau/Mesa曲线。需要制备PBX炸药？查P65页的制造工艺示例。
如果你是安全专家或历史研究者：
关注Methanites（煤矿安全炸药，M88）、材料处理（M41–M42）、防爆建筑（M42–M44）以及各种历史配方（如Macarites、Maximite、Melland Powder）。这些条目记录了人类如何在"利用爆炸"与"控制爆炸"之间寻找平衡。
如果你只是好奇的读者：
可以把它当作一部"炸药世界的百科全书式小说"。每一个词条背后都有国家、战争、工厂事故、专利纠纷和天才发明家的故事。比如，读到Nitromannite（硝化甘露醇）时，你会发现它1847年在都灵皇家兵工厂首次制备，1853年因为400克样品爆炸而"名声大噪"；读到Maximite时，你会看到马克沁（Hudson Maxim）和诺贝尔的遗产如何在19世纪末的军火市场上交锋。
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六、结语：一部沉默的军火库编年史
1978年的皮卡汀尼兵工厂，一位新主编在打字机前完成了这部巨著的第八卷。他没有选择像前任那样穷尽所有化学衍生物，而是把笔墨留给了真正在战场上、在矿井里、在火箭发动机中服役过的材料。这是一种成熟，也是一种致敬——致敬那些在前七卷中建立起知识大厦的先行者们，也致敬那些在实验室和工厂里因爆炸而受伤甚至牺牲的无名技术人员。
ADA057762这份文件，如今静静地躺在数字档案库中。它的纸张已经泛黄，但里面的数据依然精确：镁粉的筛网目数、MEDINA的晶体角度、RDX的质谱峰位、防爆墙的钢筋间距。这些数字曾经服务于冷战时期的国防工业，今天则成为含能材料科学、历史技术考古和工业安全工程的公共知识遗产。
当你翻开它，你翻开的不是一本旧书，而是一部用化学式、工程图和军规表格写就的二十世纪爆炸物文明史。
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