科学世界：粉尘怎么会爆炸呢？

孙金华：粉尘是一种非常细小的颗粒。当小到一定程度，它们的比表面积（单位体积的表面积）就会很大，也就是说，颗粒能接触到氧气的面积就会增大许多。如果粉尘正好是一种可燃物质的话，它与空气中的氧气接触，一旦被点燃，燃烧速率就会非常快。随着燃烧的加速以及能量的积累，最后就会导致爆炸。许多我们平时看起来不能燃烧的材料，变成粉末颗粒以后就容易燃烧了，就是这个道理。比如说，在很多人的印象里，铁是不可燃烧的。但是，如果铁的粉尘颗粒小到微米级别并悬浮在空气中的时候，遇到火源也会发生爆炸。

其实，很多种类的粉尘都会爆炸，比如粮食、纤维、金属的粉尘，只要它们的颗粒足够细、悬浮在空气中、浓度足够大，并且有外界的点火或者能量的激发，都会发生粉尘爆炸事故。

科学世界：不同材料的粉尘是如何燃烧的？

孙金华：不同材料的粉尘，燃烧的机制是不一样的。这是一个非常深奥的科学问题。

如果是碳氢类物质的粒子，比如硬脂酸粉尘，它是一种有机物。这种有机物粉尘燃烧时，粉尘粒子往往是先熔融成为液滴，液滴再蒸发成气体，然后燃烧。如果是棉麻类纤维的话，由于它是高分子的碳氢化合物，往往是以边分解、边燃烧的方式进行。对于煤尘颗粒，由于煤粉里面含有一些挥发性成分（原子数比较少的碳氢化合物），接受了外界能量以后，就会蒸发成气体，然后燃烧；而挥发性成分蒸发后剩余的碳颗粒，也会和氧气发生反应，释放出大量的热量。

不同种类的金属，燃烧机制也不同。铁颗粒完全是表面燃烧，燃烧的时候生成三氧化二铁和四氧化三铁，并产生大量的热量。轻金属（镁、铝等）的燃烧情况又不一样。由于这些轻金属的熔点比较低，表面反应产生的能量就可以把这个颗粒熔融形成金属液滴，这个液滴在高温之下也会变成气体继续燃烧。

科学世界：发生粉尘爆炸，需要满足哪些条件？

孙金华：首先，组成粉尘的物质必须是可燃的。其次，粉尘的粒度足够细，通常在几微米到几十微米之间。第三，空气中粉尘的浓度要足够大，要超过该粉尘的爆炸下限。第四，要有足够量的氧气存在。正常空气中，氧气的体积浓度约为21%，通常，如果氧气浓度低于13%的话，就不会发生爆炸了。最后，还要有足够的能量来完成点火，比如火花、明火或者电弧等。

科学世界：粉尘爆炸，这个过程是怎样进行的？

孙金华：粉尘是有重量的，即便可以长时间悬浮在空气中，但随着时间的推移，最终也会慢慢地沉降到地面或者工作面上。粉尘爆炸可以分为“一次爆炸”和“二次爆炸”。一次爆炸是指那些悬浮在空气中的粉尘遇到了明火、满足了爆炸条件，就会发生爆炸。在一次爆炸的瞬间，爆炸中心会形成大量的热量和气体，形成气体冲击波（激波）。这种激波又会把原来沉积在地面上的粉尘卷起并再次扬到空气中，这些粉尘与空气混合，在一次爆炸产生的能量影响下，会发生二次爆炸。像这种把粉尘扬起来以后再次爆炸的情况，可能会发生多次。

科学世界：在充满粉尘的工厂里，如果不慎掉落金属零件、或者衣服上带有静电，会不会引发爆炸呢？

孙金华：静电会引起火花，金属和金属撞击时，也会产生火花。当这些火花的能量达到足够大（毫焦耳量级）时，都可以引发爆炸。但这些都是可能性，并不一定是必然的原因，只有当产生火花的能量大于可燃粉尘的最小点火能，满足了点火条件才会引发爆炸。