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火药(可由火花、火焰等引起燃烧的药剂)

火药,顾名思义,可由火花、火焰等引起剧烈燃烧的药剂。据《范子叶然》的记载,春秋时代中国就已经用于民间民生应用,范子计然说“硝石出陇道”[23]。

火药是中国四大发明之一。是在适当的外界能量作用下,自身能进行迅速而有规律的燃烧,同时生成大量高温燃气的物质。在军事上主要用作枪弹、炮弹的发射药和火箭、导弹的推进剂及其他驱动装置的能源,是弹药的重要组成部分。人类文明史上的一项杰出的成就。火药是以其杀伤力和震慑力,带给人类消停战事、安全防卫的作用,成为了人类文明重要发明之一。

火药,是以其杀伤力和震慑力,带给人类消停战事、安全防卫的作用,成为了人类文明重要发明之一。

据《范子叶然》的记载,春秋时代中国就已经用于民间民生应用,范子计然说“硝石出陇道”[23]。我国现在看到的第一部记载火药配方的书,约成书于八九世纪。书中说“以硫磺、雄黄合硝石,并蜜烧之”,会发生“焰起,烧手面及火尽屋舍”的现象。这里的“密”应该是蜂蜜的“蜜”。蜜加热能变成炭。硫磺、硝石与炭混合,这就是火药的配方。

火药的发明是人们长期炼丹,制药实践结果,至今已有一千多年历史。

唐朝末年,火药已被用于军事。唐昭宗天佑元年(904年)杨行密的军队围攻豫章,部将郑 (以所部发机飞火,烧龙沙门,带领壮士突火先登入城,焦灼被体)。这里所说的(飞火),就是(火炮),(火箭)之类。(火炮)是把火药制成环状,把吊线点燃后用抛石机抛掷出去;火箭则是把火药球缚于箭镞之下,将引线点燃后用弓射出。到了宋代,战争接连不断,促进火药武器的加速发展。北宋政府建立了火药作坊,先后制造了火药箭,火炮等以燃烧性能为主的武器和(霹雳炮),(震天雷)等爆炸性较强的武器。南宋在1259年造出了以巨竹为筒,内装火药的(突火枪)。到了元代又出现铜铸火统,称为(铜将军)。这些都是以火药的爆炸为推动力的武器,在战争中显示了前所未有的威力。下图为南未突火枪和北未火药箭。

在12,13世纪,火药首先传入阿拉伯国家,然后传到希腊和欧洲乃至世界各地。对人类社会的文明进步,对经济和科学文化的发展,起了推动作用。英法各国直到十四世纪中叶,才有应用火药和火器的记载。

1、源于炼丹术

炼丹术起源很早,《战国策》中已有方士向荆王献不死之药的记载。汉武帝也妄想“长生久视”,向民间广求丹药,招纳方士,并亲自炼丹。从此,炼丹成为风气,开始盛行。历代都出现炼丹方士,也就是所谓的炼丹家。炼丹家的目的是寻找长生不老之药,这样的目的是不可能达到的。炼丹术流行了一千多年,最后还是一无所获。但是,炼丹术所采用的一些具体方法还是有可取之处的,它显示了化学的原始形态。

炼丹术中很重要的一种方法就是“火法炼丹”。它直接与火药的发明有关系。所谓“火法炼丹”大约是一种无水的加热方法,晋代葛洪在“抱朴子”中对火法有所记载,火法大致包括:煅(长时间高温加热)、炼(干燥物质的加热)、灸(局部烘烤)、熔(熔化)、抽(蒸馏)、飞(又叫升,就是升华)、优(加热使物质变性)。这些方法都是最基本的化学方法,这也是炼丹术这种愚昧的职业能够产生发明的基础。炼丹家的虔诚和寻找长生不老之药的挫折,使得炼丹家不得不反复实验和寻找新的方法。这样就为火药的发明创造了条件。在发明火药之前,炼丹术已经得到了一些人造的化学药品,如硫化汞等。这可能是人类最早用化学合成法制成的产品之一。

炼丹起火,启示人们认识并发明火药。

2、火药的发明

炼丹家虽然掌握了一定的化学方法,但是他们的方向是求长生不老之药,因此火药的发明具有一定的偶然性。

炼丹家对于硫磺、砒霜等具有猛毒的金石药,在使用之前,常用烧灼的办法“伏”一下,“伏”是降伏的意思。使毒性失去或减低,这种手续称为“伏火”。唐初的名医兼炼丹家孙思邈在“丹经内伏硫磺法”中记有:硫磺、硝石各二两,研成粉末,放在销银锅或砂罐子里。掘一地坑,放锅子在坑里和地平,四面都用土填实。把没有被虫蛀过的三个皂角逐一点着,然后夹入锅里,把硫磺和硝石起烧焰火。等到烧不起焰火了,再拿木炭来炒,炒到木碳消去三分之一,就退火,趁还没冷却,取入混合物,这就伏火了。

唐朝中期有个名叫清虚子的,在“伏火矾法”中提出了一个伏火的方子:“硫二两,硝二两,马兜铃三钱半。右为末,拌匀。掘坑,入药于罐内与地平。将熟火一块,弹子大,下放里内,烟渐起。”他用马兜铃代替了孙思邈方子中的皂角,这两种物质代替碳起燃烧作用的。

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。这说明炼丹家有意要使药物引起燃烧,以去掉它们的猛毒。

虽然炼丹家知道硫、硝、碳混合点火会发生激烈的反应,并采取措施控制反应速度,但是因药物伏火而引起丹房失火的事故时有发生。《太平广记》中有一个故事,说的是隋朝初年,有一个叫杜春子的人去拜访一位炼丹老人。当晚住在那里。半夜杜春子梦中惊醒,看见炼丹炉内有“紫烟穿屋上”,顿时屋子燃烧起来。这可能是炼丹家配置易燃药物时疏忽而引起火灾。还有一本名叫《真元妙道要略》的炼丹书也谈到用硫磺、硝石、雄黄和蜜一起炼丹失火的事,火把人的脸和手烧坏了,还直冲屋顶,把房子也烧了。书中告戒炼丹者要防止这类事故发生。这说明唐代的炼丹者已经掌握了一个很重要的经验,就是硫、硝、碳三种物质可以构成一种极易燃烧的药,这种药被称为“着火的药”,即火药。由于火药的发明来自制丹配药的过程中,在火药发明之后,曾被当做药类。《本草纲目》中就提到火药能治疮癣、杀虫,辟湿气、瘟疫。

火药不能解决长生不老的问题,又容易着火,炼丹家对它并不感兴趣。火药的配方由炼丹家转到军事家手里,就成为中国古代四大发明之一的火药。

3、火药的应用

唐朝时的火药

火药发明之前,火攻是军事家常用的一种进攻手段,那时在火攻中,用了一种叫做火箭的武器,它是在箭头上绑一些像油脂、松香、硫磺之类的易燃物质,点燃后用弓射出去,用以烧毁敌人的阵地。如果用火药代替一般易燃物,效果要好得多。火药发明之前,攻城守城常用一种抛石机抛掷石头和油脂火球,来消灭敌人。火药发明之后,利用抛石机抛掷火药包以代替石头和油脂火球。据宋代路振的《九国志》记载,唐哀帝时(十世纪),郑王番率军攻打豫章(今江西南昌),“发机飞火”,烧毁该城的龙沙门。这可能是有关用火药攻城的最早记载。

两宋时的火药

到了两宋时期火药武器发展很快。据《宋史兵记》记载:公元970年兵部令史冯继升进火箭法,这种方法是在箭杆前端缚火药筒,点燃后利用火药燃烧向后喷出的气体的反作用力把箭簇射出,这是世界上最早的喷射火器。公元1000年,士兵出身的神卫队长唐福向宋朝廷献出了他制作的火箭、火球、火蒺藜等火器。1002年,冀州团练使石普也制成了火箭、火球等火器,并做了表演。

火药兵器在战场上的出现,预示着军事史上将发生一系列的变革。从使用冷兵器阶段向使用火器阶段过渡。火药应用于武器的最初形式,主要是利用火药的燃烧性能。《武经总要》中记录的早期火药兵器,还没有脱离传统火攻中纵火兵器的范畴。随着火药和火药武器的发展,逐步过度到利用火药的爆炸性能。

硝酸钾、硫磺、木炭粉末混合而成的火药被称为黑火药或者叫褐色火药。这种混合物极易燃烧,而且烧起来相当激烈。如果火药在密闭的容器内燃烧就会发生爆炸。火药燃烧时能产生大量的气体(氮气、二氧化碳)和热量。原来体积很小的固体的火药,体积突然膨胀,猛增至几千倍,这时容器就会爆炸。这就是火药的爆炸性能。利用火药燃烧和爆炸的性能可以制造各种各样的火器。北宋时期使用的那些用途不同的火药兵器都是利用黑火药燃烧爆炸的原理制造的。蒺藜火球、毒药烟球是爆炸威力比较小的火器。到了北宋末年爆炸威力比较大的火器向“霹雳炮”、“震天雷”也出现了。这类火器主要是用于攻坚或守城。公元1126年,李纲守开封时,就是用霹雳炮击退金兵的围攻。金与北宋的战争使火炮进一步得到改进,震天雷是一种铁火器,是铁壳类的爆炸性兵器。元军攻打金的南京(今河南开封)时金兵守城时就用了这种武器。《金史》对震天雷有这样的描述:“火药发作,声如雷震,热力达半亩之上,人与牛皮皆碎并无迹,甲铁皆透”。这样的描述可能有一点夸张,但是这是对火药威力的一个真实写照。

火器的发展有赖于火药的研究和生产。《武经总要》中记录了三个火药配方。唐代火药含硫、硝的含量相同,是1比1,宋代为1比2,甚至接近1比3。已与后世黑火药中硝占四分之三的配方相近。火药中加入少量辅助性配料,是为了达到易燃、易爆、放毒和制造烟幕等效果。火药是在制造和使用过程中不断改进和发展的。

1044年曾公亮主编的《武经总要》一书中介绍了三种火药配方,以不同的辅料,达到易燃、易爆、放毒和制造烟幕的不同目的。

宋代由于战争不断,对火器的需求日益增加,宋神宗时设置了军器监,统管全国的军器制造。军器监雇佣工人四万多人,监下分十大作坊,生产火药和火药武器各为一个作坊,并占有很重要的地位。史书上记载了当时的生产规模:“同日出弩火药箭七千支,弓火药箭一万支,蒺藜炮三千支,皮火炮二万支”。这些都促进了火药和火药兵器的发展。

南宋时出现了管状火器,公元1132年陈规发明了火枪。火枪是由长竹竿作成,先把火药装在竹竿内,作战时点燃火药喷向敌军。陈规守安德时就用了“长竹竿火枪二十余条”。公元1259年,寿春地区有人制成了突火枪,突火枪是用粗竹筒作的,这种管状火器与火枪不同的是,火枪只能喷射火焰烧人,而突火枪内装有“子巢”,火药点燃后产生强大的气体压力,把“子巢”射出去。“子巢”就是原始的子弹。突火枪开创了管状火器发射弹丸的先声。现代枪炮就是由管状火器逐步发展起来的。所以管状火器的发明是武器史上的又一大飞跃。

突火枪又被称为突火筒,可能它是由竹筒制造的而得此名。《永乐大典》所引的《行军须知》一书中提到,在宋代守城时曾用过火筒,用以杀伤登上城头的敌人。到了元明之际,这种用竹筒制造的原始管状火器改用铜或铁,铸成大炮,称为“火铳”。

1332年的铜火铳,是世界上现存最早的有铭文的管状火器实物。

明代

明代在作战火器方面,发明了多种“多发火箭”,如同时发射10支箭的“火弩流星箭”;发射32支箭的“一窝蜂”;最多可发射100支箭的“百虎齐奔箭”等。明燕王朱棣(即后来的明成祖)与建文帝战于白沟河,就曾使用了“一窝蜂”。这是世界上最早的多发齐射火箭,堪称是现代多管火箭炮的鼻祖。尤其值得提出的是,当时水战中使用的一种叫“火龙出水”的火器。据“武备志”记载,这种火器可以在距离水面三、四尺高处飞行,远达两三里。这种火箭用竹木制成,在龙形的外壳上缚四支大“起火”,腹内藏数支小火箭,大“起火”点燃后推动箭体飞行,“如火龙出于水面。”火药燃尽后点燃腹内小火箭,从龙口射出。击中目标将使敌方“人船俱焚。”这是世界上最早的二级火箭。另外,该书还记载了“神火飞鸦”等具有一定爆炸和燃烧性能的雏形飞弹。“神火飞鸦”用细竹篾绵纸扎糊成乌鸦形,内装火药,由四支火箭推进,它是世界上最早的多火药筒并联火箭,它与今天的大型捆绑式运载火箭的工作原理很相近。

火箭的发展,使人产生了利用火箭的推力飞上天空的愿望。根据史书的记载14世纪末,明朝的一位勇敢者万户坐在装有47个当时最大的火箭的椅子上,双手各持一个大风筝,试图借助火箭的推力和风筝的升力实现飞行的梦想。尽管这是一次失败的尝试,但万户被誉为利用火箭飞行的第一人。为了纪念万户,月球上的一个环行山以万户的名字命名。

火药对人类的影响

据宋代路振的《九国志》记载,唐哀帝时(十世纪),郑王番率军攻打豫章(今江西南昌),“发机飞火”,烧毁该城的龙沙门。这可能是有关用火药攻城的最早记载。到了两宋时期火药武器发展很快。据《宋史兵记》记载:公元970年兵部令史冯继升进火箭法,这种方法是在箭杆前端缚火药筒,点燃后利用火药燃烧向后喷出的气体的反作用力把箭簇射出,这是世界上最早的喷射火器。公元1000年,士兵出身的神卫队长唐福向宋朝廷献出了他制作的火箭、火球、火蒺藜等火器。1002年,冀州团练使石普也制成了火箭、火球等火器,并做了表演。火药兵器在战场上的出现,预示着军事史上将发生一系列的变革。从使用冷兵器阶段向使用火器阶段过渡。

火药应用于武器的最初形式,主要是利用火药的燃烧性能。随着火药和火药武器的发展,逐步过度到利用火药的爆炸性能。火药燃烧时能产生大量的气体和热量。原来体积很小的固体的火药,体积突然膨胀,猛增至几千倍,这时容器就会爆炸。这就是火药的爆炸性能。利用火药燃烧和爆炸的性能可以制造各种各样的火器。北宋时期使用的那些用途不同的火药兵器都是利用黑火药燃烧爆炸的原理制造的。蒺藜火球、毒药烟球是爆炸威力比较小的火器。到了北宋末年爆炸威力比较大的火器向“霹雳炮”、“震天雷”也出现了。这类火器主要是用于攻坚或守城。公元1126年,李纲守开封时,就是用霹雳炮击退金兵的围攻。金与北宋的战争使火炮进一步得到改进,震天雷是一种铁火器,是铁壳类的爆炸性兵器。元军攻打金的南京(今河南开封)时金兵守城时就用了这种武器。南宋时出现了管状火器,公元1132年陈规发明了火枪。火枪是由长竹竿作成,先把火药装在竹竿内,作战时点燃火药喷向敌军。陈规守安德时就用了“长竹竿火枪二十余条”。公元1259年,寿春地区有人制成了突火枪,突火枪是用粗竹筒作的,这种管状火器与火枪不同的是,火枪只能喷射火焰烧人,而突火枪内装有“子巢”,火药点燃后产生强大的气体压力,把“子巢”射出去。“子巢”就是原始的子弹。突火枪开创了管状火器发射弹丸的先声。现代枪炮就是由管状火器逐步发展起来的。所以管状火器的发明是武器史上的又一大飞跃。突火枪又被称为突火筒,可能它是由竹筒制造的而得此名。。《永乐大典》所引的《行军须知》一书中提到,在宋代守城时曾用过火筒,用以杀伤登上城头的敌人。

到了元明之际,这种用竹筒制造的原始管状火器改用铜或铁,铸成大炮,称为“火铳”。明代在作战火器方面,发明了多种“多发火箭”,如同时发射10支箭的“火弩流星箭”;发射32支箭的“一窝蜂”;最多可发射100支箭的“百虎齐奔箭”等。明燕王朱棣(即后来的明成祖)与建文帝战于白沟河,就曾使用了“一窝蜂”。这是世界上最早的多发齐射火箭,堪称是现代多管火箭炮的鼻祖。尤其值得提出的是,当时水战中使用的一种叫“火龙出水”的火器。据“武备志”记载,这种火器可以在距离水面三、四尺高处飞行,远达两三里。这种火箭用竹木制成,在龙形的外壳上缚四支大“起火”,腹内藏数支小火箭,大“起火”点燃后推动箭体飞行,“如火龙出于水面。”火药燃尽后点燃腹内小火箭,从龙口射出。击中目标将使敌方“人船俱焚。”这是世界上最早的二级火箭。另外,该书还记载了“神火飞鸦”等具有一定爆炸和燃烧性能的雏形飞弹。“神火飞鸦”用细竹篾绵纸扎糊成乌鸦形,内装火药,由四支火箭推进,它是世界上最早的多火药筒并联火箭,它与今天的大型捆绑式运载火箭的工作原理很相近。

火箭的发展,使人产生了利用火箭的推力飞上天空的愿望。根据史书的记载,14世纪末,明朝的一位勇敢者万户坐在装有47个当时最大的火箭的椅子上,双手各持一个大风筝,试图借助火箭的推力和风筝的升力实现飞行的梦想。尽管这是一次失败的尝试,但万户被誉为利用火箭飞行的第一人。为了纪念万户,月球上的一个环行山以万户的名字命名。

早在八、九世纪时,和医药、炼丹术的知识一起,硝也由中国传到阿拉伯。当时的阿拉伯人称它为“中国雪”,而波斯人称它为“中国盐”。他们仅知道用硝来治病、冶金和做玻璃。13世纪火药是由商人经印度传入阿拉伯国家的。希腊人通过翻译阿拉伯人的书籍才知道火药。火药武器是通过战争传到阿拉伯国家,成吉思汗西征,蒙古军队使用了火药兵器。公元1260年元世祖的军队在与叙利亚作战中被击溃,阿拉伯人缴获了火箭、毒火罐、火炮、震天雷等火药武器,从而掌握火药武器的制造和使用。阿拉伯人与欧洲的一些国家进行了长期的战争,战争中阿拉伯人使用了火药兵器,例如阿拉伯人进攻西班牙的八沙城时就使用过火药兵器。在与阿拉伯国家的战争中,欧洲人逐步掌握了制造火药和火药兵器的技术。火药和火药武器传入欧洲,“不仅对作战方法本身,而且对统治和奴役的政治关系起了变革的作用”。“以前一直攻不破的贵族城堡的石墙抵不住市民的大炮,市民的子弹射穿了骑士的盔甲。贵族的统治跟身穿铠甲的贵族骑兵同归于尽了。随着资本主义的发展,新的精锐的火炮在欧洲的工厂中制造出来,装备着威力强大的舰队,扬帆出航,去征服新的殖民地……。”

中国的火药推进了世界历史的进程。恩格斯曾高度评价了中国在火药发明中的首创作用:“现在已经毫无疑义地证实了,火药是从中国经过印度传给阿拉伯人,又由阿拉伯人和火药武器一道经过西班牙传入欧洲。”火药的发明大大推进了历史发展的进程,是欧洲文艺复兴的重要支柱之一。

4、对外传播史

早在八、九世纪时,和医药、炼丹术的知识一起,硝也由中国传到阿拉伯。当时的阿拉伯人称它为“中国雪”,而波斯人称它为“中国盐”。他们仅知道用硝来治病、冶金和做玻璃。13世纪火药是由商人经印度传入阿拉伯国家的。希腊人通过翻译阿拉伯人的书籍才知道火药。火药武器是通过战争传到阿拉伯国家。公元1234年蒙古灭金之后,将在弄封等地虏获的工匠和火器全部掠走,还把金军中的火药工匠和火器手编入了蒙古军队。次年,蒙古大军发动了第二次西征,新编入蒙军的火器部队也随军远征。在随后的几年中,装备火器的蒙古大军横扫东欧平原。1241年4月9日,蒙古大军与3万波兰人和日尔曼人的联军在东欧华尔斯塔德大平原上展开了激战。

根据波兰历史学家德鲁果斯《波兰史》一书的记述,蒙古大军在这场会战中使用了威力强大的火器。波兰火药史学家盖斯勒躲在战场附近的座修道院内,偷偷描绘了蒙古士兵使用的火箭样式。根据盖斯勒的描绘,蒙古人从一种木筒中成束地发射火箭,因为在木简上绘有龙头,因此被波兰人称作“中国喷火龙”。

蒙古人灭亡阿拉伯帝国后,建立起了伊利汗国。这里迅速成为了火药等中国科学技术知识向西方传播的重要枢纽。而配备火药武器的蒙古军队在欧洲的长期驻扎,给欧洲人偷窥火药技术提供了机会。

公元1260年元世祖的军队在与叙利亚作战中被击溃,阿拉伯人缴获了火箭、毒火罐、火炮、震天雷等火药武器,从而掌握火药武器的制造和使用。阿拉伯人与欧洲的一些国家进行了长期的战争,战争中阿拉伯人使用了火药兵器,例如阿拉伯人进攻西班牙的八沙城时就使用过火药兵器。在与阿拉伯国家的战争中,欧洲人逐步掌握了制造火药和火药兵器的技术。

火药和火药武器传入欧洲,不仅对作战方法本身,而且对统治和奴役的政治关系起了变革的作用。以前一直攻不破的贵族城堡的石墙抵不住市民的大炮,市民的子弹射穿了骑士的盔甲。贵族的统治跟身穿铠甲的贵族骑兵同归于尽了。随着资本主义的发展,新的精锐的火炮在欧洲的工厂中制造出来,装备着威力强大的舰队,扬帆出航,去征服新的殖民地。

火药发明的意义

中国的火药推进了世界历史的进程。恩格斯曾高度评价了中国在火药发明中的作用:“现在已经毫无疑义地证实了,火药是从中国经过印度传给阿拉伯人,又由阿拉伯人和火药武器一道经过西班牙传入欧洲。”火药动摇了西欧的封建统治,昔日靠冷兵器耀武扬威的骑士阶层日渐衰落了!火药的发明大大的推进了历史发展的进程,是欧洲文艺复兴,宗教改革的重要支柱之一。

低爆速炸药的一类。可由火花、火焰等引起燃烧的药剂。燃烧时发生大量的气体,具有爆破作用或推动作用(使物体如弹丸以一定的速度发射出去)。最早应用的是我国发明的黑色火药,黑色火药由硫,碳,硝组成。根据燃烧时的性质,火药可分为有烟火药(燃烧时发烟,如黑色火药)和无烟火药两类。无烟火药主要用作弹药的引燃药或发射药。

火药是中国人发明的,距今已有一千多年了。火药的研究始于古代炼丹术。

中国是最早发明火药的国家,隋代时,诞生了硝石、硫磺和木炭三元体系火药。黑色火药在唐代(9世纪末)时候正式出现。火药是由古代炼丹家发明的,从战国至汉初,帝王贵族们沉醉做神仙并长生不老的幻想,驱使一些方士与道士炼"仙丹",在炼制过程中逐渐发明了火药的配方。唐代炼丹家于唐高宗永淳元年(682年)首创了硫磺伏火法,用硫磺、硝石,研成粉末,再加皂角子(含炭素)。唐宪宗元和三年(808年)又创状火矶法,用硝石、硫磺及马兜铃(含炭素)一起烧炼。这两种配方,都是把三种药料混合起来,已经初步具备火药所含的成分。

火药的最初使用并非在军事上,而是在宋代诸军马戏的杂技演出,以及木偶戏中的烟火杂技 药发傀儡。宋代演出“抱锣”、“硬鬼”、“哑艺剧”等杂技节目,都运用刚刚兴起的火药制品“爆仗”和“吐火”等,以制造神秘气氛。宋人同时也以火药表演幻术,如喷出烟火云雾以遁人、变物等,以收神奇迷离之效。

中国发明了火药首先运用于制造烟火,不久后就将其运用与军事,并发明了世界第一根火箭。大炮和火枪在宋代中国火药的军事运用已经相当成熟,使得中国的科技遥遥领先于世界。

火药是武器发射弹丸的能源,按用途可分为点火药、发射药、固体推进剂。其中发射药又分为:枪用发射药、炮用发射药、弹射座椅发射药等。固体推进剂又分为火箭用固体推进剂、导弹用固体推进剂。

按火药燃烧时外部特征可分为有烟药与无烟药:按火药燃烧时的表面积变化情况不同,可分为减面燃烧火药、恒面燃烧火药、增面燃烧火药。

按火药成型工艺可分为:压制火药、铸造火药、混合火药等。按火药的某些特点可分为易挥发性火药、难挥发性火药。

最常用的是按火药按结构分为均质火药和异质火药,因为结构不同,带来工艺性质、燃烧性质和物理力学性能等均有显著差别。均质火药又分为:单基药、双基药、多基药、改性双基药。双基药再分为柯达型双基药、巴列斯太型双基药。异质火药又分为黑火药、复合火药等。

火药由硫磺、硝石、木炭混合而成。很早以前,我们的先人对这个三种物质就有了一定认识。早在新石器时代人们在烧制陶器时就认识了木炭,把它当做燃料。商周时期,人们在冶金中广泛使用木炭。木炭灰分比木柴少,强度高,是比木柴更好的燃料。硫磺天然存在,很早人们就开采它。在生活和生产中经常接触到硫磺,如温泉会释放出硫磺的气味,冶炼金属时,逸出的二氧化硫刺鼻难闻,这些都会给人留下印象。古人掌握最早的硝,可能是墙角和屋根下的土硝,硝石的化学性质很活泼能与很多物质发生反应,它的颜色和其他一些盐类区别不大,在使用中容易搞错,在实践中人们掌握了一些识别硝石的方法。南北朝时的陶弘景“草木经集注”中就说过:“以火烧之,紫青烟起,云是硝石也。”这和近代用火焰反应鉴别钾盐的方法相似(硝石的主要成分是硝酸钾)。硝石和硫磺一度被作为重要的药材,在汉代的《神农本草经》中,硝石被列为上品中的第六位,认为它能治20多种病。硫磺被列为中品药的第三位,也能治10多种病。这样人们对硝石和硫磺的研究就更为重视。虽然人们对硝石、硫磺、木炭的性质有了一定的认识,但是硝石、硫磺、木炭按一定比例放在一起制成火药还是炼丹家的功劳。

火药应满足以下要求:一、良好的燃烧稳定性和规律性。二、足够的强度,以保证引燃时不致产生药体破裂而影响燃烧性能。三、良好的韧性、化学安定性,以保证火药可以长期贮存而不变质。四、撞击、摩擦等机械敏感度要小,以保证使用、生产、贮存、运输过程中的安全。

发展历史

现代火药起源1771 年,英国的P.沃尔夫合成了苦味酸,这是一种黄色结晶体,最初是作为黄色染料使用的(注意这一点,这说明其产生并没有受到所谓“黑火药的影响”,是偶然发现的,这也是黄色火药的名称的由来),后来发现了它的爆炸功能,十九世纪被广泛用于军事,用来装填炮弹。它是一种猛炸药。

1779年,英国化学家E.霍华德发明了雷汞,又称雷酸汞。它是一种起爆药,用于配制火帽击发药和针刺药,也用于装填爆破用的雷管。

1807年,苏格兰人发明了以氯酸钾,硫,碳制成的第一种击发药。 1838年,T.J.佩卢兹首先发现棉花浸于硝酸后可爆炸。1845年德国化学家C.F.舍恩拜因将棉花浸于硝酸和硫酸混合液中,洗掉多余的酸液,发明出硝化纤维,即火棉。

1860年,普鲁士军队的少校E.郐尔茨用硝化纤维制成枪、炮弹的发射药。俗称棉花火药。至此硝化纤维火药取代了黑火药作为发射药。

1846年,意大利化学家A.索布雷把半份甘油滴入一份硝酸和两份浓硫酸混合液中而首次制得硝化甘油,硝化甘油是一种烈性液体炸药,轻微震动即会剧烈爆炸,危险性大,不宜生产。

1862年,瑞典的A.B.诺贝尔研究出了用“温热法”制造硝化甘油的安全生产方法,使之能够比较安全地成批生产。

1863年,J.威尔勃兰德发明出了梯恩梯(TNT)。梯恩梯的化学成份为三硝基甲苯,这是一种威力很强而又相当安全的炸药,即使被子弹击穿一般也不会燃烧和起爆。它在20世纪初开始广泛用于装填各种弹药和进行爆炸,逐渐取代了苦味酸。

1866年,A.B.诺贝尔用硅藻土吸收硝化甘油,发明出了达纳炸药。俗称黄色火药。

1872年,诺贝尔又在硝化甘油中加入硝化纤维,发明了一种树胶样的胶质炸药──胶质达纳炸药,这是世界上第一种双基炸药。

1884年,法国化学家、工程师P.维埃利发明了无烟火药。这一发明具有极重要的意义,为马克沁重机枪的发明创造了弹药方面的条件,因为依靠以前的有烟火药,产生杂质太多,会导致阻塞,是无法用于机枪子弹发射的。至此有烟火药被取代,无烟火药成为普遍使用的发射药。

1887年,诺贝尔用硝化甘油代替乙醚和乙醇,也制成了类似的无烟火药。他还将硝酸铵加入达纳炸药,代替部分硝化甘油,制成更加安全而廉价的 “特种达纳炸药”,又称 “特强黄色火药”。

1899年,德国人亨宁发明了黑索今,它是一种比TNT威力更大的炸药。这是仅次于核武器的威力最大的炸药。从上述线索可以清晰地看出,黄火药系统是怎样一步步独立发展起来并导致了近代军事的重大变革的。在这一过程中黑火药已经逐渐被淘汰。

黑火药在欧洲长期被用于烟火和纵火用途,也曾被用来作为枪炮的发射药,但是只能适用于中世纪的那种力量有限的原始火器,如火枪火铳滑膛枪炮,不适于作为后膛步枪,机枪等近现代枪炮的使用,而中世纪火器跟近现代枪炮也完全是两种性质的概念,原理上,技术上,制造加工上都是完全不同的,不要被它们某些外形上的类似点所迷惑了。其力量也有限,在很多时候,近代西方战争中仍然主要依靠骑兵冲锋作为制胜的手段,一直到机枪被发明出来才结束这种情况,早期前装滑膛枪并不比十字弓威力大多少,并且长期与弓弩等共存使用。我们不应该被那些夸大其词的描述所误导。

作为发射药使用的黑火药在十九世纪就已经基本被淘汰了,随着无烟火药、双基火药、雷管、TNT等的出现,才产生了真正意义上的军事革命,才有了我们现代意义上的枪炮、火箭、炸弹、导弹。

火药用于军事,是从中国开始的:人们发明了火药,很快在军事上发挥了它的作用。在火药发明之前,古代军事家常用火攻这一战术克敌制胜。在火攻中常使用“火箭”,即在箭头上附着易燃的油脂、松香、硫磺等,点燃后射向敌方。但由于这种燃烧火力小,容易扑灭,所以火药出现后,人们就用火药代替上述易燃物,制成的火箭燃烧就猛烈多了。有时在火药中加上巴豆、砒霜等有毒物质,燃烧后生成的烟四处飞散,相当于“毒气弹”。但这些都只是利用火药的燃烧性能。随着火药武器的发展,逐步过渡到利用火药的爆炸性能。北宋时用于击退金兵的所谓“霹雳炮”、“震天雷”等,就是以铁壳作为外壳,由于强度比纸、布、皮大得多,点燃后能使炮内的气体压力增大到一定程度再爆炸,所以威力强,杀伤力大。从利用火药的燃烧性能到利用火药的爆炸性能,这一转化标志着火药使用的成熟阶段的到来。

蔡国强与他的火药语言介绍

蔡国强1957年出生于中国福建省泉州市。毕业于上海戏剧学院舞台美术系。80年代中期开始使用中国发明的火药创作作品。1986年至1995年旅居日本, 伴随艺术活动发展,规模宏大的室外爆破计划在全球各地展开。蔡国强1994年参加广岛市当代美术馆举办的《亚洲之创造力》展览,以《地球也有黑洞》为题,在广岛市中央公园制作了大规模的爆破计划,使用900米长的导火线和火药弹,点爆了漂浮于空中的大气球上的装置。

1995年移居纽约,更为活跃于世界各地,除了使用火药,还将中国传统文化之中药,风水等引入作品,例如以《文化大混浴》为题的观众参与型作品,是邀请观众一起入浴而共同完成的。1999年获威尼斯双年展国际金狮奖,受到国际性的高度评价。 2001年担任于上海举行的APEC(亚洲太平洋经济会议)景观焰火总设计,目前担任2008年北京奥林匹克运动会开闭幕式的核心创意成员及视觉特效艺术总设计。 蔡国强氏以其独特的中国宇宙观及哲学根底,探求人类普遍的共通问题,作为一名以不同于西欧的亚洲视点发言的现代艺术家倍受瞩目。

现代火药简述

火药是通过一定的外界激发冲量的作用,能引起自持爆轰的物质。爆轰是炸药中化学反应区的传播速度大于炸药中声速时的爆炸现象,是炸药典型的能量释放形式。由于炸药爆炸时化学反应速度非常快,在瞬间形成高温高压气体。以极高的功率(每千克炸药爆轰瞬间输出功率可达5×107千瓦)对外界作功,使周围介质受到强烈的冲击、压缩而变形或碎裂。炸药在军事上可用作炮弹、航空炸弹、导弹、地雷、鱼雷、手榴弹等弹药的爆炸装药,也可用于核弹的引爆装置和军事爆破。在工业上广泛应用于采矿、筑路、兴修水利、工程爆破、金属加工等,还广泛应用于地震探查等科学技术领域。

炸药由于能对周围介质作猛烈的破坏功,往往又被称为猛炸药 。常用的猛炸药按组成可分为单体炸药和混合炸药2类。还有一类感度很高的炸药,从燃烧转变为爆轰的时间极短,通常不直接用于作破坏功,而是用于引燃或引爆其他火炸药,称为起爆药。

炸药的爆炸性能主要由爆热、爆容、爆速和爆压表示。爆热是在一定的条件下 ,单位质量炸药爆炸时放出的热量,决定于炸药的元素组成、化学结构以及爆炸反应条件。可以用热化学的方法计算,也可以实测。爆容是单位质量炸药爆炸时产生的气体量(用标准状态下的容积表示),一般为0.7~1.0米3/千克。爆速是爆轰波(伴随化学反应的冲击波)在炸药中的传播速度。炸药在一定装药密度下的爆速可以精确测定。现有炸药的爆速一般在1000~8500米/秒,很少有超过9000米/秒以上的。爆压是指炸药爆炸时爆轰波阵面的压力,可用实验方法间接测定,其值一般在10~40吉帕。


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