火药的成分为75%硝酸钾、10%硫磺,以及15%的柴炭。
各人都晓得,火药是硝石(硝酸钾)、硫磺和柴炭混合而成。但光晓得那个还不敷,配方不合错误的火药只能用来娱乐。
化学方程式告诉我们,硝酸钾74.64%、硫磺11.85%、柴炭13.51%的量量比,火药能够最足够地燃烧。但在古代,研究者们是靠持久理论往改进配方的。欧洲人逐步确定了75%的硝石、10%的硫磺、15%的柴炭为火药更佳配比。
火药的灵魂是硝石,它相当于“固态氧气”,搀扶帮助燃烧;硫磺是常见的易燃物;柴炭则让燃烧更和缓。
假设硫磺配比增加到70%,火药就能够用来爆炸开矿,但不合适鞭策弹丸;假设柴炭配比增加,火药就倾向于和缓燃烧。第一次鸦片战争,英军攻占虎门炮台,缴获了清军几万斤黑火药,认为劣量不胜利用,全倒进海里了。那种古老的黑火药,柴炭配比极高,长处是不变不失效;缺点是烧得慢,能量低,以致于有的弹丸刚出炮管几米就掉下来。
而欧洲人早在15世纪,造造的都是 “麦粒”黑火药,能力远超原始火药。
“麦粒”火药造造有窍门
造出好的火药,步步都有窍门。
起首,火药用的柴炭一般是用柳树烧的,但欧洲人发现,用赤杨或欧洲鼠李更好。用安妥的温度焖烧安妥的时间,才气得到最合适做火药的柴炭。
硫磺一般用西西里的纯净硫磺。如硫磺不纯,就得蒸发后从头结晶。不纯的硝石也得化解加工,提取出纯的结晶。
早期的火药像面粉,加工时飘荡的粉尘随便爆炸。欧洲人混合粉末时加水、酒或硝溶液,将“面粉”做成“糕饼”;再碾碎糕饼,然后用青铜或石头的磨床,将其破裂成谷粒大小。再过筛,分出各类规格的火药颗粒,小的如黄米,大的如麦丽素,那就是“麦粒”火药了。
那一套工艺不只平安,并且有利于硝溶液渗进柴炭多孔构造。“麦粒”比起粉末燃烧效率高2倍,就似乎枝条比锯末更随便燃烧一样。
东方人的原始工艺,只将原素材破坏、搅拌就完事儿。杂量良多,并且粉末运输波动,硝石粉会沉到下层,受潮后板结。18世纪90年代,英国使团看到,一个清军兵士会买来素材,现场混合火药自用;欧洲最早的火枪手也是如斯,但研发出“麦粒”火药后,就不需要那么干了。
15世纪后,欧洲火药做坊不竭朝上进步,引进各类机器,促进原则化消费,创造火药颗粒抛光,增加燃烧效率,还创造了石墨粉沾敷,避免受潮。
欧洲人造硝很“重口”
从古到今,氮肥(好比粪尿)与爆炸有天然的联络。好比2020年黎巴嫩的化肥仓库发作了震动世界的大爆炸。
恩格斯指出:“在中国和印度,土壤中含有天然硝石,因而本地居民天然早就领会了它的特征。”硝是土壤里的细菌造造的,地盘有天然氮肥,就能生长出青白色的硝粉末。一些学者认为,在中国,硝石较早产于四川甜肃交界地域的山洞里。人们在大大小小的硝子洞里,取土、泡水、过滤、熬造,就得到了晶莹剔透的硝。中国东部的人们,则操纵草木灰溶液,将盐碱地土壤里的硝酸钠酿成硝酸钾。
欧洲先天不敷,没有大片的硝土资本。他们只能从民间各个角落搜集硝。房脚墙根、牲口圈、公厕……总之味道比力深挚的处所,白色的硝最多。
英国国王查理一世为了包管火药产量,委任官员,垄断搜集境内茅厕、马厩里的表层土;还号令教士号召信徒在教堂多多撒尿。
为领会决火药的浩荡缺口,欧洲人广设“硝田”:在一块地里埋进麦秸落叶等纤维量,挖地洞灌进石灰水,创造一个热和情况,让硝化细菌繁育;再把人畜的尿一波波倒进往,来年就能收获大量的硝。
19世纪后期,火药不敷用,欧洲人又大量开发南美沿海和承平洋小岛上的陈年鸟粪。还有国度为了争夺鸟粪大打出手呢。