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历史系李晓倩-北京大学化学与分子工程学院-网站

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  • 卖家[上传人]:ldj****22
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    • 1、火药浅谈 历史系 李晓倩 关键词:发明,制作,分类,传播,应用 “爆竹声声除旧岁” ,说起这句话,就会让人想起新春佳节时的热闹景象。然而有没有 人想过, 为什么爆竹会响呢?它有什么独特的成分呢?要回答这些问题, 就需要研究一下火 药。 火药为什么叫作火药呢?“火”是因为它容易着火,爆炸性很强。 “药”则是因为它的 主要成分硫磺和硝石都是医病的药。硫磺和硝石在木炭里容易燃烧,自然就叫作火药了。 下面就详细谈谈火药的一些具体知识。 发明戏剧化的诞生 火药的发明与炼丹术关系密切。宋代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的火 灾。 炼丹术中有所谓“伏火法” ,其实质为对硝石、硫磺、雄黄中草药等物在共同火炼前的 预处理方案,旨在改变它们的易燃易爆的剧烈性质。唐代丹房镜源中已经有用炭使硝石 伏火的方法;唐元和年间成书的太上圣祖金丹秘诀所载“伏火矾法”前一部分为“伏硫 磺房” ,此方的配伍实际上就是原始的火药方。然而, 炼丹家虽然掌握了一

      2、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。 火药不能解决长 生不老的问题, 又容易着火, 炼丹家对他并不感兴趣。 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黑色火药。随着炼丹家们不断的改进,大约到晚唐时期(9 世纪末) ,我国首创的黑色火药问世,并很快应用于军事。 火药的成分 火药由硫磺、硝石、木炭硫磺、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。硝石(硝酸 钾)的利用是火药发明的关键。中国在炼丹术和医药中利用硝石开始很早:马王堆三号汉墓 出土帛书的医方中已有硝石; 史记*扁鹊仓公列传提到汉初名医淳于意用硝石为药剂。炼 丹术兴起后,硝石成为一种主要的炼丹药剂。中国使用硫磺大约始于西汉。西汉刘安的淮 南子中,已有关于硫磺的最早记载。 神农本草经列为中品,说它“能化金银铜铁奇物” , 已经知道它能腐蚀各种金属。在宋代的天工开物中也有“烧取硫磺图” 。 火药是木炭粉

      3、、硫磺粉和硝酸钾粉末的混合物,在混合物中,三种成分的质量分数大约 为:硝酸钾 75%,木炭 15%,硫磺 10%。燃烧时发生的主要反应为: 在反应方程式中,三种反应物系数(按国家标准规定应叫做化学计量数)之比 1:2:3, 为便利于记忆可称为“一硫二硝三木炭”。 火药的分类 1、 火药是武器发射弹丸的能源,按用途按用途可分为: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 2、 按火药燃烧时外部特征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。 3、 按火药成型工艺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 4、 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

      4、。 火药在中国古代的应用 火药最早的应用是在燃烧方面。据记载,第一个用火药制造爆竹的是三国的马钧。爆 竹为什么会响呢?这是因为爆竹的外壳是纸筒,筒内装黑色火药(50%的木炭粉,10%的硫 磺, 15%的硝酸钾) 。 木炭硫磺都极易燃烧, 而硝酸钾受热分解放出氧气。 当用木柴点燃时, 就会发生剧烈的化学反应,产生大量二氧化碳、二氧化硫气体,放出大量的热。这些气体 受热膨胀,产生强大气体压力,使纸壳破裂,振动空气而发生 巨响。像“浏阳花炮响天下”就是这个原理。 火药应用于军事,大约起于唐末。宋代路振九国志记 载:唐哀帝天佑元年(904 年) ,郑璠攻豫章,曾以“发机飞火” 烧了龙沙门。但唐末使用火药火器还不普遍。事实上,直到 宋初,火箭、火球、火蒺藜等火药武器仍属于新式武器。北宋 曾公亮著有武经总要 ,翔实记载了用于制作“毒药烟球” 、 “蒺藜火球”的火药方。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。 明代在作战火器方面, 发明了

      5、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。 火药的外传与影响 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 世纪时,约在南宋理宗年间(1224-1264) ,中国火药由商人经印度传入阿拉伯国 家。而希腊人通过翻译阿拉伯人的书籍才知道火药。1253 年蒙古大汗蒙哥率军大举西侵, 将中国火药、火器及其技术传到了西方。火药武器通过战争传到阿拉伯国家,成吉思汗西 征时,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。 中国的火药传到欧洲, 对欧洲社会产生了历史性的影响。

      6、正如马克思所说的那样,“火 药把骑士阶层炸得粉碎变成科学复兴的手段, 变成对精神发展创造必要前提的最强大 的杠杆” 。 欧洲人自行改进了火器,并创造了相应的战术.经过 1517 这几个世纪的实践研 究,欧洲的军事得到发展,并在下几个世纪称雄于世界.相比之下亚洲国家,尤其是中国,虽然差不多与欧洲同时代研制火器,但并未有所发展,这是值得我们深思的.例如,1900 年, “刀枪不入”的义和团惨死于八国联军的炮火之下。中国人用火药造鞭炮,而欧洲人用来 造枪炮;最终的差距令人痛心疾首,感慨万千。 火药在现代社会 火药在现代社会的某些领域依然十分重要,它在娱乐方面给人们带来了许多乐趣。 枪花炮就是一种与火药密切相关的娱乐活动。 抢花炮是壮族、侗族的传统体育项目,历 史悠久,具有强烈的对抗性和民族特色,被列为少数民族运动会竞赛项目。比赛在长 60 米、宽 50 米的场地上进行,双方各出场 8 名运动员;在场上激烈争抢花炮。但是在这种 场合,火药的应用有很大的危险性。 第六届全国火数民族运动会,以加强竞赛安全、避 免人身伤害事故,提高竞赛质量为目的,组织工程技术人员研制了科学、安全的电动发炮 器:以电机旋转为动力带动花炮高速飞旋,其发炮方向、角度均可调节;并保持了原始方 法发炮、声音、炮烟三者齐出的民族项目特色。经过本届运动会的技术改革,抢花炮项目 更动适应干现代化发展,古老项目焕发青春。 由于火药的危险性,其在现代社会的存废问题成为人们争论的一个话题。目前,一种 新型无火药鞭炮机悄然兴起, 以其配方科学、 生产快速有效的优点赢得了人们的普遍欢迎。 它是否会取代传统爆竹?火药会不会从社会上渐渐消失?我们无法知道。 但无论如何, 火 药确确实实曾为人类社会的进步做出了巨大的贡献,这一点是毋庸置疑的。 参考文献: (1) ISBN7-5000-0223-4,中国大百科全书 ,1989 年版,中国大百科全书出版 社 (2) ISBN7-5357-0793-9,罗盛祖、李朝略主编, 化学科普集萃 ,1990 年版, 湖南科学技术出版社 参考网站:

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