火藥(可由火花、火焰等引起燃燒的藥劑)

火藥(可由火花、火焰等引起燃燒的藥劑)

火藥,顧名思義,可由火花、火焰等引起劇烈燃燒的藥劑。據《范子葉然》的記載,春秋時代中國就已經用於民間民生套用,范子計然說“硝石出隴道”[23]。

火藥是中國四大發明之一。是在適當的外界能量作用下,自身能進行迅速而有規律的燃燒,同時生成大量高溫燃氣的物質。在軍事上主要用作槍彈、炮彈的發射藥和火箭、飛彈的推進劑及其他驅動裝置的能源,是彈藥的重要組成部分。人類文明史上的一項傑出的成就。火藥是以其殺傷力和震懾力,帶給人類消停戰事、安全防衛的作用,成為了人類文明重要發明之一。

基本介绍

歷史,火藥資料,火藥在中國,分類,火藥的分類,外部特徵,成型工藝,結構,組成,使用要求,現代火藥,

歷史

火藥,是以其殺傷力和震懾力,帶給人類消停戰事、安全防衛的作用,成為了人類文明重要發明之一。
據《范子葉然》的記載,春秋時代中國就已經用於民間民生套用,范子計然說“硝石出隴道”[23]。我國現在看到的第一部記載火藥配方的書,約成書於八九世紀。書中說“以硫磺、雄黃合硝石,並蜜燒之”,會發生“焰起,燒手面及火盡屋舍”的現象。這裡的“密”應該是蜂蜜的“蜜”。蜜加熱能變成炭。硫磺、硝石與炭混合,這就是火藥的配方。
火藥的發明是人們長期煉丹,製藥實踐結果,至今已有一千多年歷史。
唐朝末年,火藥已被用於軍事。唐昭宗天佑元年(904年)楊行密的軍隊圍攻豫章,部將鄭 (以所部發機飛火,燒龍沙門,帶領壯士突火先登入城,焦灼被體)。這裡所說的(飛火),就是(火炮),(火箭)之類。(火炮)是把火藥製成環狀,把吊線點燃後用拋石機拋擲出去;火箭則是把火藥球縛於箭鏃之下,將引線點燃後用弓射出。到了宋代,戰爭接連不斷,促進火藥武器的加速發展。北宋政府建立了火藥作坊,先後製造了火藥箭,火炮等以燃燒性能為主的武器和(霹靂炮),(震天雷)等爆炸性較強的武器。南宋在1259年造出了以巨竹為筒,內裝火藥的(突火槍)。到了元代又出現銅鑄火統,稱為(銅將軍)。這些都是以火藥的爆炸為推動力的武器,在戰爭中顯示了前所未有的威力。下圖為南未突火槍和北未火藥箭。
在12,13世紀,火藥首先傳入阿拉伯國家,然後傳到希臘和歐洲乃至世界各地。對人類社會的文明進步,對經濟和科學文化的發展,起了推動作用。英法各國直到十四世紀中葉,才有套用火藥和火器的記載。
1、源於煉丹術
煉丹術起源很早,《戰國策》中已有方士向荊王獻不死之藥的記載。漢武帝也妄想“長生久視”,向民間廣求丹藥,招納方士,並親自煉丹。從此,煉丹成為風氣,開始盛行。歷代都出現煉丹方士,也就是所謂的煉丹家。煉丹家的目的是尋找長生不老之藥,這樣的目的是不可能達到的。煉丹術流行了一千多年,最後還是一無所獲。但是,煉丹術所採用的一些具體方法還是有可取之處的,它顯示了化學的原始形態。
煉丹術中很重要的一種方法就是“火法煉丹”。它直接與火藥的發明有關係。所謂“火法煉丹”大約是一種無水的加熱方法,晉代葛洪在“抱朴子”中對火法有所記載,火法大致包括:煅(長時間高溫加熱)、煉(乾燥物質的加熱)、灸(局部烘烤)、熔(熔化)、抽(蒸餾)、飛(又叫升,就是升華)、優(加熱使物質變性)。這些方法都是最基本的化學方法,這也是煉丹術這種愚昧的職業能夠產生髮明的基礎。煉丹家的虔誠和尋找長生不老之藥的挫折,使得煉丹家不得不反覆實驗和尋找新的方法。這樣就為火藥的發明創造了條件。在發明火藥之前,煉丹術已經得到了一些人造的化學藥品,如硫化汞等。這可能是人類最早用化學合成法製成的產品之一。
煉丹起火,啟示人們認識並發明火藥。
2、火藥的發明
煉丹家雖然掌握了一定的化學方法,但是他們的方向是求長生不老之藥,因此火藥的發明具有一定的偶然性。
煉丹家對於硫磺、砒霜等具有猛毒的金石藥,在使用之前,常用燒灼的辦法“伏”一下,“伏”是降伏的意思。使毒性失去或減低,這種手續稱為“伏火”。唐初的名醫兼煉丹家孫思邈在“丹經內伏硫磺法”中記有:硫磺、硝石各二兩,研成粉末,放在銷銀鍋或砂罐子裡。掘一地坑,放鍋子在坑裡和地平,四面都用土填實。把沒有被蟲蛀過的三個皂角逐一點著,然後夾入鍋里,把硫磺和硝石起燒焰火。等到燒不起焰火了,再拿木炭來炒,炒到木碳消去三分之一,就退火,趁還沒冷卻,取入混合物,這就伏火了。
唐朝中期有個名叫清虛子的,在“伏火礬法”中提出了一個伏火的方子:“硫二兩,硝二兩,馬兜鈴三錢半。右為末,拌勻。掘坑,入藥於罐內與地平。將熟火一塊,彈子大,下放里內,煙漸起。”他用馬兜鈴代替了孫思邈方子中的皂角,這兩種物質代替碳起燃燒作用的。
伏火的方子都含有碳素,而且伏硫磺要加硝石,伏硝石要加硫磺。這說明煉丹家有意要使藥物引起燃燒,以去掉它們的猛毒。
雖然煉丹家知道硫、硝、碳混合點火會發生激烈的反應,並採取措施控制反應速度,但是因藥物伏火而引起丹房失火的事故時有發生。《太平廣記》中有一個故事,說的是隋朝初年,有一個叫杜春子的人去拜訪一位煉丹老人。當晚住在那裡。半夜杜春子夢中驚醒,看見煉丹爐內有“紫煙穿屋上”,頓時屋子燃燒起來。這可能是煉丹家配置易燃藥物時疏忽而引起火災。還有一本名叫《真元妙道要略》的煉丹書也談到用硫磺、硝石、雄黃和蜜一起煉丹失火的事,火把人的臉和手燒壞了,還直衝屋頂,把房子也燒了。書中告戒煉丹者要防止這類事故發生。這說明唐代的煉丹者已經掌握了一個很重要的經驗,就是硫、硝、碳三種物質可以構成一種極易燃燒的藥,這種藥被稱為“著火的藥”,即火藥。由於火藥的發明來自製丹配藥的過程中,在火藥發明之後,曾被當做藥類。《本草綱目》中就提到火藥能治瘡癬、殺蟲,辟濕氣、瘟疫
火藥不能解決長生不老的問題,又容易著火,煉丹家對它並不感興趣。火藥的配方由煉丹家轉到軍事家手裡,就成為中國古代四大發明之一的火藥。
3、火藥的套用
唐朝時的火藥
火藥發明之前,火攻是軍事家常用的一種進攻手段,那時在火攻中,用了一種叫做火箭的武器,它是在箭頭上綁一些像油脂、松香、硫磺之類的易燃物質,點燃後用弓射出去,用以燒毀敵人的陣地。如果用火藥代替一般易燃物,效果要好得多。火藥發明之前,攻城守城常用一種拋石機拋擲石頭和油脂火球,來消滅敵人。火藥發明之後,利用拋石機拋擲火藥包以代替石頭和油脂火球。據宋代路振的《九國志》記載,唐哀帝時(十世紀),鄭王番率軍攻打豫章(今江西南昌),“發機飛火”,燒毀該城的龍沙門。這可能是有關用火藥攻城的最早記載。
火藥(可由火花、火焰等引起燃燒的藥劑)
兩宋時的火藥
到了兩宋時期火藥武器發展很快。據《宋史·兵記》記載:公元970年兵部令史馮繼升進火箭法,這種方法是在箭桿前端縛火藥筒,點燃後利用火藥燃燒向後噴出的氣體的反作用力把箭簇射出,這是世界上最早的噴射火器。公元1000年,士兵出身的神衛隊長唐福向宋朝廷獻出了他製作的火箭、火球、火蒺藜等火器。1002年,冀州團練使石普也製成了火箭、火球等火器,並做了表演。
火藥兵器在戰場上的出現,預示著軍事史上將發生一系列的變革。從使用冷兵器階段向使用火器階段過渡。火藥套用於武器的最初形式,主要是利用火藥的燃燒性能。《武經總要》中記錄的早期火藥兵器,還沒有脫離傳統火攻中縱火兵器的範疇。隨著火藥和火藥武器的發展,逐步過度到利用火藥的爆炸性能。
硝酸鉀、硫磺、木炭粉末混合而成的火藥被稱為黑火藥或者叫褐色火藥。這種混合物極易燃燒,而且燒起來相當激烈。如果火藥在密閉的容器內燃燒就會發生爆炸。火藥燃燒時能產生大量的氣體(氮氣、二氧化碳)和熱量。原來體積很小的固體的火藥,體積突然膨脹,猛增至幾千倍,這時容器就會爆炸。這就是火藥的爆炸性能。利用火藥燃燒和爆炸的性能可以製造各種各樣的火器。北宋時期使用的那些用途不同的火藥兵器都是利用黑火藥燃燒爆炸的原理製造的。蒺藜火球毒藥煙球是爆炸威力比較小的火器。到了北宋末年爆炸威力比較大的火器向“霹靂炮”、“震天雷”也出現了。這類火器主要是用於攻堅或守城。公元1126年,李綱守開封時,就是用霹靂炮擊退金兵的圍攻。金與北宋的戰爭使火炮進一步得到改進,震天雷是一種鐵火器,是鐵殼類的爆炸性兵器。元軍攻打金的南京(今河南開封)時金兵守城時就用了這種武器。《金史》對震天雷有這樣的描述:“火藥發作,聲如雷震,熱力達半畝之上,人與牛皮皆碎並無跡,甲鐵皆透”。這樣的描述可能有一點誇張,但是這是對火藥威力的一個真實寫照。
火器的發展有賴於火藥的研究和生產。《武經總要》中記錄了三個火藥配方。唐代火藥含硫、硝的含量相同,是1比1,宋代為1比2,甚至接近1比3。已與後世黑火藥中硝占四分之三的配方相近。火藥中加入少量輔助性配料,是為了達到易燃、易爆、放毒和製造煙幕等效果。火藥是在製造和使用過程中不斷改進和發展的。
1044年曾公亮主編的《武經總要》一書中介紹了三種火藥配方,以不同的輔料,達到易燃、易爆、放毒和製造煙幕的不同目的。
宋代由於戰爭不斷,對火器的需求日益增加,宋神宗時設定了軍器監,統管全國的軍器製造。軍器監僱傭工人四萬多人,監下分十大作坊,生產火藥和火藥武器各為一個作坊,並占有很重要的地位。史書上記載了當時的生產規模:“同日出弩火藥箭七千支,弓火藥箭一萬支,蒺藜炮三千支,皮火炮二萬支”。這些都促進了火藥和火藥兵器的發展。
南宋時出現了管狀火器,公元1132年陳規發明了火槍。火槍是由長竹竿作成,先把火藥裝在竹竿內,作戰時點燃火藥噴向敵軍。陳規守安德時就用了“長竹竿火槍二十餘條”。公元1259年,壽春地區有人製成了突火槍,突火槍是用粗竹筒作的,這種管狀火器與火槍不同的是,火槍只能噴射火焰燒人,而突火槍內裝有“子巢”,火藥點燃後產生強大的氣體壓力,把“子巢”射出去。“子巢”就是原始的子彈。突火槍開創了管狀火器發射彈丸的先聲。現代槍炮就是由管狀火器逐步發展起來的。所以管狀火器的發明是武器史上的又一大飛躍。
突火槍又被稱為突火筒,可能它是由竹筒製造的而得此名。《永樂大典》所引的《行軍須知》一書中提到,在宋代守城時曾用過火筒,用以殺傷登上城頭的敵人。到了元明之際,這種用竹筒製造的原始管狀火器改用銅或,鑄成大炮,稱為“火銃”。
1332年的銅火銃,是世界上現存最早的有銘文的管狀火器實物。
明代
明代在作戰火器方面,發明了多種“多發火箭”,如同時發射10支箭的“火弩流星箭”;發射32支箭的“一窩蜂”;最多可發射100支箭的“百虎齊奔箭”等。明燕王朱棣(即後來的明成祖)與建文帝戰於白溝河,就曾使用了“一窩蜂”。這是世界上最早的多發齊射火箭,堪稱是現代多管火箭炮的鼻祖。尤其值得提出的是,當時水戰中使用的一種叫“火龍出水”的火器。據“武備志”記載,這種火器可以在距離水面三、四尺高處飛行,遠達兩三里。這種火箭用竹木製成,在龍形的外殼上縛四支大“起火”,腹內藏數支小火箭,大“起火”點燃後推動箭體飛行,“如火龍出於水面。”火藥燃盡後點燃腹內小火箭,從龍口射出。擊中目標將使敵方“人船俱焚。”這是世界上最早的二級火箭。另外,該書還記載了“神火飛鴉”等具有一定爆炸和燃燒性能的雛形飛彈。“神火飛鴉”用細竹篾綿紙紮糊成烏鴉形,內裝火藥,由四支火箭推進,它是世界上最早的多火藥筒並聯火箭,它與今天的大型捆綁式運載火箭的工作原理很相近。
火箭的發展,使人產生了利用火箭的推力飛上天空的願望。根據史書的記載14世紀末,明朝的一位勇敢者萬戶坐在裝有47個當時最大的火箭的椅子上,雙手各持一個大風箏,試圖藉助火箭的推力和風箏的升力實現飛行的夢想。儘管這是一次失敗的嘗試,但萬戶被譽為利用火箭飛行的第一人。為了紀念萬戶,月球上的一個環行山以萬戶的名字命名。
火藥對人類的影響
據宋代路振的《九國志》記載,唐哀帝時(十世紀),鄭王番率軍攻打豫章(今江西南昌),“發機飛火”,燒毀該城的龍沙門。這可能是有關用火藥攻城的最早記載。到了兩宋時期火藥武器發展很快。據《宋史·兵記》記載:公元970年兵部令史馮繼升進火箭法,這種方法是在箭桿前端縛火藥筒,點燃後利用火藥燃燒向後噴出的氣體的反作用力把箭簇射出,這是世界上最早的噴射火器。公元1000年,士兵出身的神衛隊長唐福向宋朝廷獻出了他製作的火箭、火球、火蒺藜等火器。1002年,冀州團練使石普也製成了火箭、火球等火器,並做了表演。火藥兵器在戰場上的出現,預示著軍事史上將發生一系列的變革。從使用冷兵器階段向使用火器階段過渡。
火藥套用於武器的最初形式,主要是利用火藥的燃燒性能。隨著火藥和火藥武器的發展,逐步過度到利用火藥的爆炸性能。火藥燃燒時能產生大量的氣體和熱量。原來體積很小的固體的火藥,體積突然膨脹,猛增至幾千倍,這時容器就會爆炸。這就是火藥的爆炸性能。利用火藥燃燒和爆炸的性能可以製造各種各樣的火器。北宋時期使用的那些用途不同的火藥兵器都是利用黑火藥燃燒爆炸的原理製造的。蒺藜火球、毒藥煙球是爆炸威力比較小的火器。到了北宋末年爆炸威力比較大的火器向“霹靂炮”、“震天雷”也出現了。這類火器主要是用於攻堅或守城。公元1126年,李綱守開封時,就是用霹靂炮擊退金兵的圍攻。金與北宋的戰爭使火炮進一步得到改進,震天雷是一種鐵火器,是鐵殼類的爆炸性兵器。元軍攻打金的南京(今河南開封)時金兵守城時就用了這種武器。南宋時出現了管狀火器,公元1132年陳規發明了火槍。火槍是由長竹竿作成,先把火藥裝在竹竿內,作戰時點燃火藥噴向敵軍。陳規守安德時就用了“長竹竿火槍二十餘條”。公元1259年,壽春地區有人製成了突火槍,突火槍是用粗竹筒作的,這種管狀火器與火槍不同的是,火槍只能噴射火焰燒人,而突火槍內裝有“子巢”,火藥點燃後產生強大的氣體壓力,把“子巢”射出去。“子巢”就是原始的子彈。突火槍開創了管狀火器發射彈丸的先聲。現代槍炮就是由管狀火器逐步發展起來的。所以管狀火器的發明是武器史上的又一大飛躍。突火槍又被稱為突火筒,可能它是由竹筒製造的而得此名。。《永樂大典》所引的《行軍須知》一書中提到,在宋代守城時曾用過火筒,用以殺傷登上城頭的敵人。
到了元明之際,這種用竹筒製造的原始管狀火器改用銅或鐵,鑄成大炮,稱為“火銃”。明代在作戰火器方面,發明了多種“多發火箭”,如同時發射10支箭的“火弩流星箭”;發射32支箭的“一窩蜂”;最多可發射100支箭的“百虎齊奔箭”等。明燕王朱棣(即後來的明成祖)與建文帝戰於白溝河,就曾使用了“一窩蜂”。這是世界上最早的多發齊射火箭,堪稱是現代多管火箭炮的鼻祖。尤其值得提出的是,當時水戰中使用的一種叫“火龍出水”的火器。據“武備志”記載,這種火器可以在距離水面三、四尺高處飛行,遠達兩三里。這種火箭用竹木製成,在龍形的外殼上縛四支大“起火”,腹內藏數支小火箭,大“起火”點燃後推動箭體飛行,“如火龍出於水面。”火藥燃盡後點燃腹內小火箭,從龍口射出。擊中目標將使敵方“人船俱焚。”這是世界上最早的二級火箭。另外,該書還記載了“神火飛鴉”等具有一定爆炸和燃燒性能的雛形飛彈。“神火飛鴉”用細竹篾綿紙紮糊成烏鴉形,內裝火藥,由四支火箭推進,它是世界上最早的多火藥筒並聯火箭,它與今天的大型捆綁式運載火箭的工作原理很相近。
火箭的發展,使人產生了利用火箭的推力飛上天空的願望。根據史書的記載,14世紀末,明朝的一位勇敢者萬戶坐在裝有47個當時最大的火箭的椅子上,雙手各持一個大風箏,試圖藉助火箭的推力和風箏的升力實現飛行的夢想。儘管這是一次失敗的嘗試,但萬戶被譽為利用火箭飛行的第一人。為了紀念萬戶,月球上的一個環行山以萬戶的名字命名。
早在八、九世紀時,和醫藥、煉丹術的知識一起,硝也由中國傳到阿拉伯。當時的阿拉伯人稱它為“中國雪”,而波斯人稱它為“中國鹽”。他們僅知道用硝來治病、冶金和做玻璃。13世紀火藥是由商人經印度傳入阿拉伯國家的。希臘人通過翻譯阿拉伯人的書籍才知道火藥。火藥武器是通過戰爭傳到阿拉伯國家,成吉思汗西征,蒙古軍隊使用了火藥兵器。公元1260年元世祖的軍隊在與敘利亞作戰中被擊潰,阿拉伯人繳獲了火箭、毒火罐、火炮、震天雷等火藥武器,從而掌握火藥武器的製造和使用。阿拉伯人與歐洲的一些國家進行了長期的戰爭,戰爭中阿拉伯人使用了火藥兵器,例如阿拉伯人進攻西班牙的八沙城時就使用過火藥兵器。在與阿拉伯國家的戰爭中,歐洲人逐步掌握了製造火藥和火藥兵器的技術。火藥和火藥武器傳入歐洲,“不僅對作戰方法本身,而且對統治和奴役的政治關係起了變革的作用”。“以前一直攻不破的貴族城堡的石牆抵不住市民的大炮,市民的子彈射穿了騎士的盔甲。貴族的統治跟身穿鎧甲的貴族騎兵同歸於盡了。隨著資本主義的發展,新的精銳的火炮在歐洲的工廠中製造出來,裝備著威力強大的艦隊,揚帆出航,去征服新的殖民地……。”
中國的火藥推進了世界歷史的進程。恩格斯曾高度評價了中國在火藥發明中的首創作用:“現在已經毫無疑義地證實了,火藥是從中國經過印度傳給阿拉伯人,又由阿拉伯人和火藥武器一道經過西班牙傳入歐洲。”火藥的發明大大推進了歷史發展的進程,是歐洲文藝復興的重要支柱之一。
4、對外傳播史
早在八、九世紀時,和醫藥、煉丹術的知識一起,硝也由中國傳到阿拉伯。當時的阿拉伯人稱它為“中國雪”,而波斯人稱它為“中國鹽”。他們僅知道用硝來治病、冶金和做玻璃。13世紀火藥是由商人經印度傳入阿拉伯國家的。希臘人通過翻譯阿拉伯人的書籍才知道火藥。火藥武器是通過戰爭傳到阿拉伯國家。公元1234年蒙古滅金之後,將在弄封等地虜獲的工匠和火器全部掠走,還把金軍中的火藥工匠和火器手編入了蒙古軍隊。次年,蒙古大軍發動了第二次西征,新編入蒙軍的火器部隊也隨軍遠征。在隨後的幾年中,裝備火器的蒙古大軍橫掃東歐平原。1241年4月9日,蒙古大軍與3萬波蘭人和日爾曼人的聯軍在東歐華爾斯塔德大平原上展開了激戰。
根據波蘭歷史學家德魯果斯《波蘭史》一書的記述,蒙古大軍在這場會戰中使用了威力強大的火器。波蘭火藥史學家蓋斯勒躲在戰場附近的—座修道院內,偷偷描繪了蒙古士兵使用的火箭樣式。根據蓋斯勒的描繪,蒙古人從一種木筒中成束地發射火箭,因為在木簡上繪有龍頭,因此被波蘭人稱作“中國噴火龍”。
蒙古人滅亡阿拉伯帝國後,建立起了伊利汗國。這裡迅速成為了火藥等中國科學技術知識向西方傳播的重要樞紐。而配備火藥武器的蒙古軍隊在歐洲的長期駐紮,給歐洲人偷窺火藥技術提供了機會。
公元1260年元世祖的軍隊在與敘利亞作戰中被擊潰,阿拉伯人繳獲了火箭、毒火罐、火炮、震天雷等火藥武器,從而掌握火藥武器的製造和使用。阿拉伯人與歐洲的一些國家進行了長期的戰爭,戰爭中阿拉伯人使用了火藥兵器,例如阿拉伯人進攻西班牙的八沙城時就使用過火藥兵器。在與阿拉伯國家的戰爭中,歐洲人逐步掌握了製造火藥和火藥兵器的技術。
火藥和火藥武器傳入歐洲,不僅對作戰方法本身,而且對統治和奴役的政治關係起了變革的作用。以前一直攻不破的貴族城堡的石牆抵不住市民的大炮,市民的子彈射穿了騎士的盔甲。貴族的統治跟身穿鎧甲的貴族騎兵同歸於盡了。隨著資本主義的發展,新的精銳的火炮在歐洲的工廠中製造出來,裝備著威力強大的艦隊,揚帆出航,去征服新的殖民地。
火藥發明的意義
中國的火藥推進了世界歷史的進程。恩格斯曾高度評價了中國在火藥發明中的作用:“現在已經毫無疑義地證實了,火藥是從中國經過印度傳給阿拉伯人,又由阿拉伯人和火藥武器一道經過西班牙傳入歐洲。”火藥動搖了西歐的封建統治,昔日靠冷兵器耀武揚威的騎士階層日漸衰落了!火藥的發明大大的推進了歷史發展的進程,是歐洲文藝復興,宗教改革的重要支柱之一。

火藥資料

爆速炸藥的一類。可由火花、火焰等引起燃燒的藥劑。燃燒時發生大量的氣體,具有爆破作用或推動作用(使物體如彈丸以一定的速度發射出去)。最早套用的是我國發明的黑色火藥,黑色火藥由硫,碳,硝組成。根據燃燒時的性質,火藥可分為有煙火藥(燃燒時發煙,如黑色火藥)和無煙火藥兩類。無煙火藥主要用作彈藥的引燃藥或發射藥
火炮火炮

火藥在中國

火藥是中國人發明的,距今已有一千多年了。火藥的研究始於古代煉丹術
中國是最早發明火藥的國家,隋代時,誕生了硝石、硫磺和木炭三元體系火藥。黑色火藥在唐代(9世紀末)時候正式出現。火藥是由古代煉丹家發明的,從戰國至漢初,帝王貴族們沉醉做神仙並長生不老的幻想,驅使一些方士與道士煉"仙丹",在煉製過程中逐漸發明了火藥的配方。唐代煉丹家於唐高宗永淳元年(682年)首創了硫磺伏火法,用硫磺硝石,研成粉末,再加皂角子(含炭素)。唐憲宗元和三年(808年)又創狀火磯法,用硝石、硫磺及馬兜鈴(含炭素)一起燒煉。這兩種配方,都是把三種藥料混合起來,已經初步具備火藥所含的成分。
古代煉丹古代煉丹
火藥的最初使用並非在軍事上,而是在宋代諸軍馬戲雜技演出,以及木偶戲中的煙火雜技 ——藥發傀儡。宋代演出“抱鑼”、“硬鬼”、“啞藝劇”等雜技節目,都運用剛剛興起的火藥製品“爆仗”和“吐火”等,以製造神秘氣氛。宋人同時也以火藥表演幻術,如噴出煙火雲霧以遁人、變物等,以收神奇迷離之效。
火藥火藥
中國發明了火藥首先運用於製造煙火,不久後就將其運用與軍事,並發明了世界第一根火箭。大炮和火槍在宋代中國火藥的軍事運用已經相當成熟,使得中國的科技遙遙領先於世界。

分類

火藥的分類

火藥是武器發射彈丸的能源,按用途可分為點火藥發射藥固體推進劑。其中發射藥又分為:槍用發射藥、炮用發射藥、彈射座椅發射藥等。固體推進劑又分為火箭用固體推進劑、飛彈用固體推進劑。

外部特徵

按火藥燃燒時外部特徵可分為有煙藥與無煙藥:按火藥燃燒時的表面積變化情況不同,可分為減面燃燒火藥、恆面燃燒火藥、增面燃燒火藥。

成型工藝

按火藥成型工藝可分為:壓制火藥、鑄造火藥、混合火藥等。按火藥的某些特點可分為易揮發性火藥、難揮發性火藥。

結構

最常用的是按火藥按結構分為均質火藥和異質火藥,因為結構不同,帶來工藝性質、燃燒性質和物理力學性能等均有顯著差別。均質火藥又分為:單基藥、雙基藥、多基藥、改性雙基藥。雙基藥再分為柯達型雙基藥、巴列斯太型雙基藥。異質火藥又分為黑火藥、複合火藥等。

組成

火藥由硫磺硝石木炭混合而成。很早以前,我們的先人對這個三種物質就有了一定認識。早在新石器時代人們在燒制陶器時就認識了木炭,把它當做燃料。商周時期,人們在冶金中廣泛使用木炭。木炭灰分木柴少,強度高,是比木柴更好的燃料。硫磺天然存在,很早人們就開採它。在生活和生產中經常接觸到硫磺,如溫泉會釋放出硫磺的氣味,冶鍊金屬時,逸出的二氧化硫刺鼻難聞,這些都會給人留下印象。古人掌握最早的硝,可能是牆角和屋根下的土硝石的化學性質很活潑能與很多物質發生反應,它的顏色和其他一些鹽類區別不大,在使用中容易搞錯,在實踐中人們掌握了一些識別硝石的方法。南北朝時的陶弘景“草木經集注”中就說過:“以火燒之,紫青煙起,雲是硝石也。”這和近代用火焰反應鑑別鉀鹽的方法相似(硝石的主要成分是硝酸鉀)。硝石和硫磺一度被作為重要的藥材,在漢代的《神農本草經》中,硝石被列為上品中的第六位,認為它能治20多種病。硫磺被列為中品藥的第三位,也能治10多種病。這樣人們對硝石和硫磺的研究就更為重視。雖然人們對硝石、硫磺、木炭的性質有了一定的認識,但是硝石、硫磺、木炭按一定比例放在一起製成火藥還是煉丹家的功勞。
火藥火藥

使用要求

火藥應滿足以下要求:一、良好的燃燒穩定性和規律性。二、足夠的強度,以保證引燃時不致產生藥體破裂而影響燃燒性能。三、良好的韌性、化學安定性,以保證火藥可以長期貯存而不變質。四、撞擊、摩擦等機械敏感度要小,以保證使用、生產、貯存、運輸過程中的安全。

現代火藥

發展歷史
現代火藥起源1771 年,英國的P.沃爾夫合成了苦味酸,這是一種黃色結晶體,最初是作為黃色染料使用的(注意這一點,這說明其產生並沒有受到所謂“黑火藥的影響”,是偶然發現的,這也是黃色火藥的名稱的由來),後來發現了它的爆炸功能,十九世紀被廣泛用於軍事,用來裝填炮彈。它是一種猛炸藥。
1779年,英國化學家E.霍華德發明了雷汞,又稱雷酸汞。它是一種起爆藥,用於配製火帽擊發藥和針刺藥,也用於裝填爆破用的雷管
1807年,蘇格蘭人發明了以氯酸鉀,硫,碳製成的第一種擊發藥。 1838年,T.J.佩盧茲首先發現棉花浸於硝酸後可爆炸。1845年德國化學家C.F.舍恩拜因將棉花浸於硝酸和硫酸混合液中,洗掉多餘的酸液,發明出硝化纖維,即火棉·。
1860年,普魯士軍隊的少校E.鄶爾茨用硝化纖維製成槍、炮彈的發射藥。俗稱棉花火藥。至此硝化纖維火藥取代了黑火藥作為發射藥。
1846年,義大利化學家A.索布雷把半份甘油滴入一份硝酸和兩份濃硫酸混合液中而首次製得硝化甘油,硝化甘油是一種烈性液體炸藥,輕微震動即會劇烈爆炸,危險性大,不宜生產。
1862年,瑞典的A.B.諾貝爾研究出了用“溫熱法”製造硝化甘油的安全生產方法,使之能夠比較安全地成批生產。
1863年,J.威爾勃蘭德發明出了梯恩梯(TNT)。梯恩梯的化學成份為三硝基甲苯,這是一種威力很強而又相當安全的炸藥,即使被子彈擊穿一般也不會燃燒和起爆。它在20世紀初開始廣泛用於裝填各種彈藥和進行爆炸,逐漸取代了苦味酸。
1866年,A.B.諾貝爾用硅藻土吸收硝化甘油,發明出了達納炸藥。俗稱黃色火藥。
1872年,諾貝爾又在硝化甘油中加入硝化纖維,發明了一種樹膠樣的膠質炸藥──膠質達納炸藥,這是世界上第一種雙基炸藥
1884年,法國化學家、工程師P.維埃利發明了無煙火藥。這一發明具有極重要的意義,為馬克沁重機槍的發明創造了彈藥方面的條件,因為依靠以前的有煙火藥,產生雜質太多,會導致阻塞,是無法用於機槍子彈發射的。至此有煙火藥被取代,無煙火藥成為普遍使用的發射藥。
1887年,諾貝爾用硝化甘油代替乙醚和乙醇,也製成了類似的無煙火藥。他還將硝酸銨加入達納炸藥,代替部分硝化甘油,製成更加安全而廉價的 “特種達納炸藥”,又稱 “特強黃色火藥”。
1899年,德國人亨寧發明了黑索今,它是一種比TNT威力更大的炸藥。這是僅次於核武器的威力最大的炸藥。從上述線索可以清晰地看出,黃火藥系統是怎樣一步步獨立發展起來並導致了近代軍事的重大變革的。在這一過程中黑火藥已經逐漸被淘汰。
黑火藥在歐洲長期被用於煙火和縱火用途,也曾被用來作為槍炮的發射藥,但是只能適用於中世紀的那種力量有限的原始火器,如火槍火銃滑膛槍炮,不適於作為後膛步槍,機槍等近現代槍炮的使用,而中世紀火器跟近現代槍炮也完全是兩種性質的概念,原理上,技術上,製造加工上都是完全不同的,不要被它們某些外形上的類似點所迷惑了。其力量也有限,在很多時候,近代西方戰爭中仍然主要依靠騎兵衝鋒作為制勝的手段,一直到機槍被發明出來才結束這種情況,早期前裝滑膛槍並不比十字弓威力大多少,並且長期與弓弩等共存使用。我們不應該被那些誇大其詞的描述所誤導。
作為發射藥使用的黑火藥在十九世紀就已經基本被淘汰了,隨著無煙火藥、雙基火藥、雷管、TNT等的出現,才產生了真正意義上的軍事革命,才有了我們現代意義上的槍炮、火箭、炸彈、飛彈。
火藥用於軍事,是從中國開始的:人們發明了火藥,很快在軍事上發揮了它的作用。在火藥發明之前,古代軍事家常用火攻這一戰術克敵制勝。在火攻中常使用“火箭”,即在箭頭上附著易燃的油脂、松香、硫磺等,點燃後射向敵方。但由於這種燃燒火力小,容易撲滅,所以火藥出現後,人們就用火藥代替上述易燃物,製成的火箭燃燒就猛烈多了。有時在火藥中加上巴豆、砒霜等有毒物質,燃燒後生成的煙四處飛散,相當於“毒氣彈”。但這些都只是利用火藥的燃燒性能。隨著火藥武器的發展,逐步過渡到利用火藥的爆炸性能。北宋時用於擊退金兵的所謂“霹靂炮”、“震天雷”等,就是以鐵殼作為外殼,由於強度比紙、布、皮大得多,點燃後能使炮內的氣體壓力增大到一定程度再爆炸,所以威力強,殺傷力大。從利用火藥的燃燒性能到利用火藥的爆炸性能,這一轉化標誌著火藥使用的成熟階段的到來。
蔡國強與他的火藥語言介紹
蔡國強1957年出生於中國福建省泉州市。畢業於上海戲劇學院舞台美術系。80年代中期開始使用中國發明的火藥創作作品。1986年至1995年旅居日本, 伴隨藝術活動發展,規模宏大的室外爆破計畫在全球各地展開。蔡國強1994年參加廣島市當代美術館舉辦的《亞洲之創造力》展覽,以《地球也有黑洞》為題,在廣島市中央公園製作了大規模的爆破計畫,使用900米長的導火線和火藥彈,點爆了漂浮於空中的大氣球上的裝置。
1995年移居紐約,更為活躍於世界各地,除了使用火藥,還將中國傳統文化之中藥,風水等引入作品,例如以《文化大混浴》為題的觀眾參與型作品,是邀請觀眾一起入浴而共同完成的。1999年獲威尼斯雙年展國際金獅獎,受到國際性的高度評價。 2001年擔任於上海舉行的APEC(亞洲太平洋經濟會議)景觀焰火總設計,目前擔任2008年北京奧林匹克運動會開閉幕式的核心創意成員及視覺特效藝術總設計。 蔡國強氏以其獨特的中國宇宙觀及哲學根底,探求人類普遍的共通問題,作為一名以不同於西歐的亞洲視點發言的現代藝術家倍受矚目。
現代火藥簡述
火藥是通過一定的外界激發衝量的作用,能引起自持爆轟的物質。爆轟是炸藥中化學反應區的傳播速度大於炸藥中聲速時的爆炸現象,是炸藥典型的能量釋放形式。由於炸藥爆炸時化學反應速度非常快,在瞬間形成高溫高壓氣體。以極高的功率(每千克炸藥爆轟瞬間輸出功率可達5×107千瓦)對外界作功,使周圍介質受到強烈的衝擊、壓縮而變形或碎裂。炸藥在軍事上可用作炮彈、航空炸彈、飛彈、地雷、魚雷、手榴彈等彈藥的爆炸裝藥,也可用於核彈的引爆裝置和軍事爆破。在工業上廣泛套用於採礦、築路、興修水利、工程爆破、金屬加工等,還廣泛套用於地震探查等科學技術領域。
炸藥由於能對周圍介質作猛烈的破壞功,往往又被稱為猛炸藥 。常用的猛炸藥按組成可分為單體炸藥和混合炸藥2類。還有一類感度很高的炸藥,從燃燒轉變為爆轟的時間極短,通常不直接用於作破壞功,而是用於引燃或引爆其他火炸藥,稱為起爆藥。
炸藥的爆炸性能主要由爆熱、爆容、爆速和爆壓表示。爆熱是在一定的條件下 ,單位質量炸藥爆炸時放出的熱量,決定於炸藥的元素組成、化學結構以及爆炸反應條件。可以用熱化學的方法計算,也可以實測。爆容是單位質量炸藥爆炸時產生的氣體量(用標準狀態下的容積表示),一般為0.7~1.0米3/千克。爆速是爆轟波(伴隨化學反應的衝擊波)在炸藥中的傳播速度。炸藥在一定裝藥密度下的爆速可以精確測定。現有炸藥的爆速一般在1000~8500米/秒,很少有超過9000米/秒以上的。爆壓是指炸藥爆炸時爆轟波陣面的壓力,可用實驗方法間接測定,其值一般在10~40吉帕。

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