火藥發展的資料 (簡介)

9世紀初中國人發明了黑火藥。

火藥的一個品種,屬異質火藥,因燃燒時有煙,故也稱有煙火藥,一般稱黑藥。

黑火藥爲中國古代四大發明之一。初始主要用於醫藥目的,宋代已把火藥用於軍事,製出了火箭、突火槍、震天雷等火器,後來又出現了銅鐵火炮等管形火器。

黑火藥的出現使人類由冷兵器時代進入到熱兵器時代。古代的管形火器就是現代槍炮的始祖。黑火藥的化學反應是以爆燃或爆炸形式出現的。在密閉條件下點燃,除了能產生拋射作用外,有時也會出現爆裂的效應。古代對黑火藥的應用極爲廣泛,既可用來燃燒縱火、發射鐵砂和彈丸,也可作爲爆破用藥。在9世紀前,它是世界上唯一的火炸藥。3世紀黑火藥經阿拉伯國家傳入歐洲,並發展成爲大型火炮的發射藥和彈體炸藥。7世紀開始用於工程爆破和礦山爆破,但爆破威力不大,而且安全性較差。9世紀後作爲發射藥爲硝化棉系無煙火藥所代替,作爲彈體炸藥爲苦味酸所代替,作爲爆破藥爲代那邁特炸藥所代替,但仍作爲傳火藥等。

組成黑火藥是由硝酸鉀、硫磺和炭等組成的混合火藥。它的成分配比從古到今變化不大,一般配比爲:硝酸鉀75%;炭5%;硫磺0%。0世紀中國《武經總要》所載三者配比爲其他8.75);3世紀英國人R.培根的配比爲但隨黑火藥的用途不同,組分也稍有改變,如延期火藥所含硝酸鉀的比例要小些。在這三種組分中,硝酸鉀爲氧化劑,在燃燒時分解出氧,用以氧化硫磺和炭而放出熱量和氣體產物。硝酸鉀的含量要足夠,才能使燃燒反應完全而釋放出高熱量。炭是可燃劑,與氧化合生成二氧化碳、一氧化碳等氣體。但炭的來源是以含脂量少的木材經炭化而製成,其中的含碳量對黑火藥的燃燒速度有影響,在一定範圍內,碳量大時,炭的燃燒較完全。硫磺也是可燃劑,但還兼有膠粘劑作用,可使黑火藥的藥粒密實、成型好。硫磺着火溫度比炭低,故使火藥易於點燃。黑火藥三種組分燃燒時的反應如下(按O374.8%、3.4%、S.8%的配比)

20O3+0S+30

─→2O3+2SO3+32S3+4O2+0O+02

生產方法黑火藥的製造工藝大部分屬機械加工過程。硝酸鉀和炭的粉碎在裝有青銅球的轉鼓內進行,爲了安全,硫的粉碎有時在內襯皮革的木製研磨機內進行。硫易產生靜電,需注意接地。粉碎操作可採用兩組分粉碎法,如硫磺和炭共同粉碎,硝酸鉀和少量的炭共同粉碎;這樣粉碎效果較好。而且可解決單一粉碎的不足,如硝酸鉀的吸潮粘壁、硫磺因靜電而粘結和炭塵太大易起火等問題,但決不可三組分在一起粉碎,這樣容易造成起火事故。混合在內襯皮革的轉鼓內進行,轉鼓內裝木球而不用金屬球以保證安全。藥料的壓實操作可在輪碾機上進行,噴少許水後即可壓成薄餅,稱爲冷壓。這種產品密度小、易點燃、吸溼性大。另外,也有直接在熱壓機上一次壓實,稱爲熱壓。後一方法的產品藥體密實、強度大、吸溼性小,但均勻性差且難點火。壓出的黑藥餅經過帶齒的銅輥粉碎成大小不等的藥粒。經篩除藥粉及不合格顆粒後,再進行光藥,以除去藥粒的棱角,使之光滑。再經乾燥、篩選,按粒度大小分類。同一品號類別的藥粒再進行混合,使質量保持均勻。最後分批、裝箱。

應用由於黑火藥具有易被火焰、火花點燃,燃燒時又產生許多灼熱的固體顆粒,而易於點燃其他火藥的特點,在軍事上廣泛用作火藥裝藥的點火藥和傳火藥;在引信中用作延期藥、擴焰藥和時間藥盤;還可用於照明彈、信號彈、燃燒彈和煙幕彈的拋射裝藥。在民用方面多用於爆竹、禮花,也可用於導火索、獵槍發射器以及某些礦山的爆破作業等。

缺點黑火藥做爲唯一的火藥和炸藥在世界範圍內使用了000多年。常見的黑火藥爲黑色藥粉或顆粒,容易吸溼,撞擊和摩擦感度大,用強起爆藥起爆或在密閉容器內燃燒也會發生爆轟,因此在使用時必須注意防潮和安全。由於其威力小,殘渣多,煙霧大,自無煙火藥出現以後,已不再用做一般槍炮彈丸的發射藥了。

77年由英國的#83;沃爾夫首先合成苦味酸。

苦味酸是一種黃色結晶體,最初是作爲黃色染料使用,苦味酸是一種猛炸藥,在9世紀末使用非常廣泛。

779年英國化學家e#83;霍華德發明雷汞。

雷汞是一種起爆藥,它用於配製火帽擊發藥和針刺藥,也可用於裝填爆破用的雷管。

838年T#83;J#83;佩盧茲首先發現棉花浸於硝酸後可爆炸,發明硝化棉。

845年德國化學家#83;F#83;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。

84年意大利化學家索勃萊洛發明硝化甘油(烈性炸藥)。

硝化甘油,是將防水的甘油,滲透到濃縮硝酸和濃縮硫酸的冷混合體中製成,即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,分子式爲3H5O3(O2)3。硝化甘油是一種烈性液體炸藥,輕微震動即會稱列爆炸,危險性大,不宜生產。

855年在聖彼得堡時,兩名俄國科學家,即阿爾弗裡德#83;諾貝爾早先的化學教師尼古拉#83;津寧教授和藥物學教授尤里#83;特拉普,都曾提醒伊曼紐爾#83;諾貝爾和阿爾弗裡德#83;諾貝爾,去注意那種異常猛烈的炸藥物質——硝化甘油,說它可能成爲引爆雷的材料。

859年後瑞典的阿爾弗裡德#83;諾貝爾和他的父親及弟弟共同研究硝化甘油的安全生產方法。

80年普魯士軍隊的少校e#83;鄶爾茨用硝化纖維製成槍、炮彈的發射藥。

82年伊曼紐爾#83;諾貝爾通過將百分之十的硝化甘油加到黑色炸藥裡,造出一種“強化炸藥”,使用點火裝置,可以不時將它引爆。

82年阿爾弗裡德#83;諾貝爾發明“諾貝爾專利雷管”。

這種雷管的最初構造形式是將流體的硝化甘油炸藥,裝在一個金屬管或其它密封的筒狀物裡;其中放進一個裝着普通火藥的小木管;從小木管的蓋子上,塞進一條導火線。硝化甘油炸藥的點火,是由於小木管裡火藥的爆炸引起的。爲了提高效能,發明者曾幾次改動雷管的裝置方法。一八六五年的最後改進辦法是,他將原來的小木管換成一個裝着起爆水銀(Hg(O)2)的金屬管。通過這種所謂爆炸管的發明,“原始點火原理”被應用到爆炸物技術方面,這是後來在這方面一切發展的基礎,正是這個原理,使得有效利用硝化甘油,以及後來作爲獨立爆炸物的其它烈性炸藥成爲可能;也正是這個原理,爲研究各種炸藥的爆炸特性提供了方便。

83年J#83;威爾勃蘭德發明梯恩梯(TT)。

梯恩梯的化學成份爲三硝基甲苯,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。在第二次世界大戰結束前,梯恩梯一直是綜合性能最好的炸藥,被稱爲“炸藥之王”。

8年阿爾弗裡德#83;諾貝爾發明達納炸藥。

9世紀0年代,諾貝爾在法國繼續進行炸藥的研究。在一次事故中,他的弟弟被炸死。父親受重傷。法國政府在陸地上進行試驗。他只子租了一條駁船,在馬拉倫湖上尋起了新的實驗室。一次試驗中,一隻裝有硝化甘油瓶破碎,流出的硝化甘油被瓶底下用來減少震動的惰性粉末硅土吸收。諾貝爾意外地發現,硝化甘油與硅土混合物不僅使炸藥威力不減,而且生產、使用和搬運更加安全。後來,他用木槳代替了奎土,製成了新的烈性炸藥──達納炸藥,“達納”一詞源於希臘文“威力”。

8至87年諾貝爾與其父研製成功了信號雷管和地雷。

872年諾貝爾又在硝化甘油中加入硝化纖維,製得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。

875年諾貝爾發明了三硝基甘油和硅藻土混合的安全烈性炸藥。

884年法國化學家、工程師#83;維埃利最先發明無煙火藥。

845年由舍恩拜因發明的硝化纖維很不安定,曾多次發生火藥庫爆炸事故。維埃利將硝化纖維溶解在乙醚和乙醇裡,加入適量安定劑,使之成爲膠質,再壓成片狀,切條幹燥硬化,便製成了第一種無煙火藥。無煙火藥燃燒後沒有殘渣,不發或只發少量煙霧,卻可使發射彈丸的射程,彈道平直性和射擊精度的誕生提供了彈藥方面的條件。馬克沁發明的重機槍,正是由於使用了無煙火藥,才得以具備實用價值。

885年法國用苦味酸填炮彈之後,苦味酸纔在軍事上得到應用。黃色炸藥的名稱便由此而來。

887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”。

899年德國人亨寧發明黑索今。在原子彈出現以前,它是威力最大的炸藥,又被稱爲“旋風炸藥”。在第二次世界大戰之後,曾取代了梯恩梯的“炸藥之王”的寶座。

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