火药

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無煙火薬

火藥又被稱為黑火藥，是一種早期的炸藥。現在雖然已經被無煙火藥及三硝基甲苯等炸藥取代，但是現在還有生產為煙火、鞭炮、模型火箭以及仿古的前鏜上彈槍枝的發射藥使用。

目录

[编辑] 說明

黑火藥是用硫磺粉和木炭粉（主要提供碳）以及硝酸鉀（主要提供氧氣）按照化學計量數“一硫二硝三木炭”的比例（质量硝酸鉀75%、硫磺10%、木炭15%）混合而制成的。

最佳比例則應該為硝酸鉀74.64%，硫磺11.85%，木炭13.51%以重量為比例計算。 不過上述的75，10，15比例則還是現在的工業生產標準比例。

黑火藥着火時，發生如下化學反應:

2KNO3 + S + 3C → K2S + N2 + 3CO2

這時將產生大量的白色氣體，而若是在封閉的空間內，產生的氣體可以推進要發射的物體。

黑火藥無論在封閉或是開放空間內只要絲毫的引燃均會爆炸。現代槍彈內的無煙火藥不具爆炸性，在開放的空間內引燃不會爆炸僅只快速燃燒，無煙火藥不屬於炸藥。雖然黑火藥的威力不及現代的炸藥，仍然屬於爆炸性物品，美國交通局則因為其易燃性而列為A級高爆炸品。原則上爆竹的製造工廠發生大爆炸的機率並不少，尤其是在亞洲地區，由於具有習俗性方面的需求而導致違法或非法的爆竹工廠產生[1][2]。含有黑火藥的完成品如煙火及模型火箭等，則被列作C級危險度，因為爆竹進入成品包裝之下，黑火藥需要更強大的熱源才會起火爆炸。

[编辑] 歷史

[编辑] 炼丹家的原始火药

东晋葛洪在抱朴子记载用硝石、武当山雄黄、松脂和猪大肠脂肪混合制成白如冰的丹药，“服之皆令长生，百病除””[3]。8世纪时中国炼丹家发明以硝石硫黄木炭为主要原料的“伏火硫黄法”：硫黄硝石各二两，研末，放在沙罐中，再将沙罐放在地坑中，四面填土，与地平，将三个皂角子，燃烧存性，用钳子逐个放入沙罐中，等到火灭之后，在罐口加木炭三斤，煅烧，到炭消三分之一，去余火，冷收之。用伏火法煅烧出来的物质，虽然还不是火药，但已经开始将硝石，硫黄，和木炭一同煅烧了”[4]。唐元和三年（808年)炼丹家清虚撰的《太上圣祖金丹秘诀》记载了“伏火矾法”：以硫黄二两硝石二两，马兜铃三两半，研末，拌匀，入罐，放入地坑中与地平，将弹子大小的烧红的木炭，放入罐内，烟起，用湿纸四五重覆盖，再用两块砖压上，用土掩埋”。伏火矾法比伏火硫黄法前进了一大步，伏火硫黄法的硝石硫黄混合物，因没有碳素，燃烧过程容易被融化的硫黄中断，为了补救，放入皂角子，使燃烧继续进行。伏火矾法则将硝石，硫黄，含碳的马兜铃一同混合，成为原始火药”[5]。唐初医学家孙思邈（581—682）在《丹经内伏硫磺法》中记载硝石、硫磺和炭化皂角子混合后用火点燃后能猛烈燃烧。中唐《真元妙道要路》一書中記載，警告千萬不可混和一些指定物品，不然就會引起爆炸。

[编辑] 炼丹家对硝石硫黄化学性质的研究

魏晋南北朝《三十六水法》记载32个包含硝石的丹方。《周易参同契》记载硫黄和水银的化合实验。陶弘景《本草经集注》首创用火焰的颜色辨别硝石的方法：“强烧之，紫青烟起，云是真消石也”[6]。

[编辑] 火药的发明

火藥是中國古代四大發明之一。英国一位傳教士麦都思指出：“中国人的发明天才，很早就表现在多方面。中国人的四大發明（造紙術、指南針、火藥、活字印刷術），对欧洲文明的发展，提供异乎寻常的推动力”[7]。”。恩格斯在1857年发表的《炮兵》中写道：“在中国，还在很早的时期就用硝石和其他引火剂混合制成了烟火药，并把它使用者军事上和盛大典礼中”[8]

硝石是火药的关键构成之一，火药配方最早在公元9世纪晚唐时期的炼丹书籍中就有记载。[9] [10][11][5]

公元904年，楊行密軍圍攻豫章﹙今江西南昌﹚，部將鄭璠命所部“發機飛火，燒龍沙門，率壯士突火先登入城，焦灼被體”[12]。

[编辑] 影响

北宋《太平玉览》引《范子叶然》的记载，春秋时代有一位范子然说“硝石出陇道”[13]。南朝梁陶弘景《名医别录》记载“扑硝生益州，……色青白者佳”，“消石生益州及武都，陇西，西姜”，“消石，味辛，大寒无毒，主治十二经中百二十疾。天地至神之物”。唐苏敬等编《新修本草》记载“朴硝今出益州北部汶山郡，生山崖上，色青白，亦杂黑斑”。东汉《神农本草经》记载“消石，味苦寒，主五脏积热，胃涨闭，涤去蓄结饮食，推陈致新，除邪气”[14]。 北宋《武经总要》的三种火药方含消量50%、48.5%、38.5%均低于基本的黑火药含消量75%。[15][16]此外，在金人统治下的西安附近曾出土了火药石，据研究含消量为60%，比北宋《武经总要》要高。[17]

北宋《武经总要》火药方之一
武经总要全前集卷十二 火药制法

1044年《武经总要》中作者曾公亮、丁度、和楊惟德已经记载三种複雜的火药配方，和利用火药制造霹雳火球、鐵嘴火鷂等炸弹。


“蒺藜火球……火藥法：用硫黃一斤四兩，焰硝二斤半，粗炭末五兩，瀝青二兩半，幹漆二兩半，搗為末；竹茹一兩一分，麻茹一兩一分，剪碎，用桐油、小油各二兩半，蠟二兩半，熔汁和之。外傅用紙十二兩半，麻一十兩，黃丹一兩一分，炭末半斤，以瀝青二兩半，黃蠟二兩半，熔汁和合，周塗之……”。

此火药方含硝石，硫黄，含碳物的比例为50%：25%：25%”[18]。



《武经总要》火药方之二


“火球……火藥法：晉州硫黃十四兩，窩黃七兩，焰硝二斤半，麻茹一兩，幹漆一兩，砒黃一兩，定粉一兩，竹茹一兩，黃丹一兩，黃蠟半兩，清油一分，桐油半兩，松脂一十四兩，濃油一分。……”。

其中硝石，硫黄，含碳物的比例为50.6%：26.6%：22.8%”[19]。



《武经总要》火药方之三

毒烟球“火药法：“球重五斤。用硫磺十五兩、焰硝一斤十四两、草乌头五两、芭豆五两、狼毒五两、桐油二两半、小油二两半、木炭末五两、沥青二两半、砒霜二两、黄蜡一两、竹茹一两一分、麻茹一两二分，捣合为球，贯之以麻绳一条长一丈二尺，重半斤为弦子。更以故纸一十二两半，麻皮十，沥青二两半,黄蜡二两半,黄丹一两一分,炭末半斤,捣合涂傅于外。若其气熏人,则口鼻血出。

其中硝石，硫黄，含碳物的比例为49.06%：24.8%：26.6%”[20]。

武经总要中还记述，使用火药為兵器，以火箭和投石機搭載的炸彈形式出現。


  • 霹雳火球制法

  • 霹雳火球图‎

  • 武经总要 竹火鷂 鐵嘴火鷂

  • 武经总要 火球图

  • 火龙经霹雳炮

  • 火龙经水雷

1232年，南宋寿春县有人发明竹筒火枪，被使用來發射瓦土彈頭。南宋陈规著《宋城录》已记载有铜铁制成的火炮。

現時找到最古早的金屬製大炮約製作於1323年。但是元朝(1279年～1368年)之前的蒙古人有使用大炮來對抗當時的俄羅斯人，當時歐洲的罗吉尔·培根於1248年就有記載於其著作中。

1240年前后，阿拉伯人从中国获得到火药的知识，称来自东方的硝石为“中国雪”，他们还知道烟花爆竹，称之为“中国花”，又称火箭为“中箭”[21]。


在1304年阿拉伯人亦將黑火藥應用在軍事上，放在竹或鐵製的管內，以射擊箭枝。

一直到19世紀為止，黑火藥都是唯一知道存在的推進燃料以及炸藥。

歐洲方面，最早有大炮的紀錄則為1313年於比利時根特市出口的大炮。而於14世紀中期，不論是歐洲還是中國的文獻也有非常多的大炮使用紀錄。不過，是歐洲人先發現。其實火藥中只有三種成分是有用的，亦是最先明白主要有效成分為硝酸鉀。

無論是中國還是歐洲，製作火藥兵器的最大問題，還是難以生產能夠承受火藥爆炸力的炮管/槍管。所以歐洲亦有傳說中國只使用火藥來作煙火和炮仗。事實是13、14世紀以後，中國還是有大量使用大炮和火箭。例如北京的矮厚城牆，作用就是用來防禦炮擊的。而明朝(公元1368～1644年)的首都亦在1421年由南京移往北京，相傳就是因為南京附近的山脈都是極佳的侵入者對南京炮擊地點。值得注意的是當時的明朝軍隊已經會步、炮（槍）、騎配合，並在一些戰爭中使用過三線戰法。

根據日本的紀錄表示，在葡萄牙人在1543年於種子島登陸（或應說是撞船意外）前，日本並沒有（或已失傳）手持的火藥兵器。而元朝大量使用火藥兵器似乎就是使火藥兵器興起的原因，不過之間還是有一段時間使用舊式的攻城兵器如投石機。

而在歐洲，15～17世紀則是火藥兵器獲得大量發展的時代。因為冶金術的進步，使得手持的火藥兵器如火槍成為可能。而火炮的技術亦漸漸的超越了由中國傳入的技術。這些火炮技術則在後來由耶穌會的傳教士傳回至中國，而這些傳教士亦被當時(明末清初)的皇帝任命為製作大炮的負責人。例如，清朝初年三藩之亂時，康熙皇帝便命令當時任時於欽天監的耶穌會教士南懷仁，製造大量新式火砲，以對付自雲南起亂的吳三桂，其中最為有名的火砲稱作「武成永固大將軍砲」，這是一種銅砲，重3公噸、砲長310公分、口徑12.5公分、用藥5斤、生鐵砲子10斤。

17世紀後期，歐洲的黑火藥亦用在和平用途上，例如採礦，築路等。

於19世紀中後期，因為發明了無煙火藥、硝酸甘油以及硝化纤维（硝酸綿）等炸藥，而使得黑火藥被這些炸藥所取代。黑火藥被用作和平用途，例如煙火、鞭炮等。

[编辑] 現代應用

現代軍事中黑火藥也被用在點火裝藥、引信裝藥中。仿古的前膛上彈槍枝的發射藥使用。另外在煙火、定時引信、信號、爆竹、發煙劑、禮炮及軍事演習時為了觀察炸彈著點準確度的演習炸彈裝藥。

[编辑] 注釋

  1. ^ http://news.yam.com/focus/society/11956/]
  2. ^ [1]
  3. ^ 王兆春著 《中国军事科学通史》 解放军出版社 2010， 124页
  4. ^ 王兆春著 《中国军事科学通史》 解放军出版社 2010， 124页
  5. ^ 5.0 5.1 王兆春著 《中国军事科学通史》 解放军出版社 2010， 125页
  6. ^ 王兆春著 《中国军事科学通史》 解放军出版社 2010， 124页
  7. ^ W.H. Medhurst:China, its State and Prospects p101-107 麦都思:《中国的现状和传教展望》，1838
  8. ^ 《马克思恩格斯全集》 第14卷 人民出版社 1964，193页
  9. ^ Peter Allan Lorge, The Asian military revolution: from gunpowder to the bomb, Cambridge University Press. 2008:  32, ISBN 978-0-521-60954-8 
  10. ^ Chase, Kenneth (2003), Firearms: A Global History to 1700, Cambridge University Press, ISBN 0521822742.
  11. ^ Buchanan, Brenda J., ed. (2006), Gunpowder, Explosives and the State: A Technological History, Aldershot: Ashgate, ISBN 0754652599.
  12. ^ 路振：《九國志‧ 鄭璠傳》
  13. ^ 王兆春著 《中国军事科学通史》 解放军出版社 2010， 121页
  14. ^ 王兆春著 《中国军事科学通史》 解放军出版社 2010， 123页
  15. ^ Kelly, Jack (2004), Gunpowder: Alchemy, Bombards, & Pyrotechnics: The History of the Explosive that Changed the World, Basic Books, ISBN 0465037186.
  16. ^ Xu Huilin (1986). A History of Chinese Black Powder and Firearms. Shanghai: Kexuepuji Press. CN / TQ56-092.
  17. ^ Liu Xu (2004). History of Ancient Chinese Firearms and Black Powder. Zhengzhou: Elephant Press. ISBN 7-5347-3028-7.
  18. ^ 王兆春著 《中国军事科学通史》 解放军出版社 2010， 126页
  19. ^ 王兆春著 《中国军事科学通史》 解放军出版社 2010， 126页
  20. ^ 王兆春著 《中国军事科学通史》 解放军出版社 2010， 126页
  21. ^ Kelly, Jack (2004), Gunpowder: Alchemy, Bombards, & Pyrotechnics: The History of the Explosive that Changed the World, Basic Books, ISBN 0465037186 .

[编辑] 參考書目

  • Ebrey, Patricia Buckley. The Cambridge Illustrated History of China. Cambridge University Press. 1999. ISBN 0-521-66991-X. 
  • Partington, James Riddick. A History of Greek Fire and Gunpowder. The Johns Hopkins University Press. 1998. ISBN 0-8018-5954-9. 

[编辑] 外部連結

中国四大发明
造纸术 · 指南针 · 火药 · 活字印刷术
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