火藥的發明和作用

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TNT等炸藥取代, 但是今天還是有生產作為煙花, 鞭砲, 模型火箭以及仿古的前鏜上彈槍枝的炸藥使用. 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"一硝二磺三木炭"的比例(硝酸鉀75%、硫磺10%、木炭15%)混合而製成的.

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.

雖然黑火藥並不是真的高爆炸性物品﹐ 但是美國交通局則因為其易燃性而列為A級高爆炸品。 煙花的製造工廠發生大爆炸並不少見﹐ 尤其是在亞洲地區。 含有黑火藥的完成品如煙花及模型火箭等﹐則被列作C級危險度﹐因為這類包裝之下﹐黑火藥比較難起火爆炸。


歷史

火藥一般認為發明於9世紀的唐朝(公元618年~907年), 於《真元妙道要路》一書中記載, 亦有文學作品中在唐朝以前出現木炮這類武器, 但因此類作品皆著於唐朝以後, 真實性成疑, 所以並不被承認為發明時間.

有研究指出火藥始見於秦朝(公元前221年~前206年)﹐但是因為文獻不足以及當時只是因為煉丹時偶爾做出的副產品/失敗作, 並沒有制式紀錄製作方法. 其中一種相傳最初火藥紀錄原因, 則為煉丹術文獻中的記載, 警告千萬不可混和一些指定物品, 不然就會引起爆炸. 可是現在可追尋的文獻中, 亦可看出當時的混合物混有多種不能燃燒的材料, 甚至有混進人類精液. 亦有推測火藥始用於方便點火.

一直到19世紀為止, 火藥都是唯一知道存在的推進燃料以及炸藥.唐朝末年,火藥已被用於軍事。唐昭宗天佑元年(904年)楊行密的軍隊圍攻豫章,部將鄭璠(以所部發機飛火,燒龍沙門,帶領壯士突火先登入城,焦灼被體)<九國志‧鄭璠傳>。這裡所說的(飛火),就是(火炮),(火箭)之類。(火炮)是把火藥製成環狀,把弔線點燃後用拋石機拋擲出去;(火箭)則是把火藥球縛於箭鏃之下,將弔線點燃後用弓射出。到了宋代,戢爭接連不斷,促進火藥武器的加速發展。北未政府建立了火藥作坊,先後製造了火藥箭,火炮等以燃燒性能為主的武器和(霹靂炮),(震天雷)等爆炸性較強的武器。南未在1259年造出了以巨竹為筒,內裝火藥的(突火槍)。到了元代又出現銅鑄火統,稱為(銅將軍)。這些都是以火藥的爆炸為推動力的武器,在戢爭中顥示了前所未有威力。右圖為南未突火槍。

火藥還用來製造爆仗,流星,煙火之類娛樂工具。自然也用於生產事業,不過那是後來的事了。


在12,13世紀,火藥首先傳入阿拉伯國家,然後傳到希臘和歐洲乃至世界各地。對人類社會的文明進步,對經濟和科學文化的發展,起了推動作用。美法各國直到十四世紀中葉,才有應用火藥和火器的記載。左圖為北未火藥箭。火藥在魏晉南北朝間發明!

2000年初，港島瑪麗醫院對開一個道路工程地盤，發現一個二次世界大戰美製 M64型空投炸彈，由於炸彈內尚存的二百四十磅炸藥，出現「極不穩定」狀態，警方爆炸品專家認為不適宜將其移動，決定分階段將炸彈切割及引爆。而身處二百米殺傷範圍內的瑪麗醫院K座、S座大樓及香港大學宿舍偉倫堂，則要緊急疏散近千人，醫院急症室亦被迫停止服務。
上述事件中，炸彈內的炸藥應是黃色炸藥 - 三硝基甲苯（TNT）。究竟炸藥是甚麼物質? 竟有如此大的威力?
到十九世紀中期為止，在歐洲使用唯一的炸藥是十四世紀以來一直由中國傳入的黑色火藥。黑色火藥由百分之十六的木炭、百分之十的硫黃和百分之七十四的硝石（硝酸鉀）混合而成，主要用途是放火、點火藥和引爆火藥，呈黑、灰和棕色。對於火花熾熱物或火燄極為敏感，如果加入其他的製成混合炸藥，可產生中猛度的爆炸，若將之裝在密封的管狀容器內，加強密度和壓力，爆炸速度可達每秒鐘二千米。
直至1846年，歐洲的C．F．申拜恩（Scbonbein，1799-1868）發現，用硝酸硫酸的混合液與棉花作用能制得火藥（硝化纖維），用雷管引爆。但是它容易著火，因此不適合實際應用。 1886年法國化學家P．維埃爾（Vielle）發現，如果將硝化纖維溶在酒精與醚的溶液中，然后將溶劑蒸發掉，則制得的膠狀物火棉比硝化纖維較為穩定，不易爆炸。這是第一次制得的無煙火藥。
1847年意大利化學家A．索布雷羅（Soberero，1812-1888）用硝酸與甘油作用。制得爆炸力很強的液体--硝化甘油。1866年A．B．諾貝爾（Nobel，1833-1896）提出，將硝化甘油與硅藻土混合，得到的制品受震動時不易爆炸，便於運輸。
1867年這種混合物被稱作甘油炸藥－開始了工業規模的生產。後來到1875年諾貝爾的工廠開始生產硝化纖維與硝化甘油混合炸藥（炸膠）。在英國將這種混合火藥加上少量的凡士林，用作無煙火藥，叫做柯達炸藥。各國還使用早在1771年就已經知道的苦味酸（三硝基酚）作為高爆炸力的炸藥。它的商業名稱叫做麥林炸藥，立達炸藥等等。
從第一次世界大戰以來，硝基衍生物中以三硝基甲苯（TNT）炸藥（即黃色炸藥）為主，它與硝酸銨混合裝到炮彈彈裏，便能製成威力極強的炮彈。各類別的炸藥之所以不同，主要是由於用來硝化的各種原料千差萬別。戰時，為了確保軍事需要，炸藥生產成為了化工企業的主要任務。
正因為炸藥的殺傷力極巨大，香港對炸藥的鑑管極嚴，非法藏有炸藥，如引用刑事條例檢控，最高刑罰可判監十四年。


現代應用
現代軍事中黑火藥也被用在點火裝藥、起爆劑、引信及空包彈裝藥中。

另外在焰火、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。

不會忘記你的「大恩大德」！

介紹
火藥，顧名思義，其本意當為起火之藥。火藥是近代戰爭史上最重要的發明。曾有人說，火藥「讓所有的人變得一樣高。」我們可以說，由於火藥及火器的發明，讓世界歷史的演進走上另一個方向。所以說，火藥不愧是我國的偉大發明。

起源
中國人早於七．八世紀時已發明火藥。據唐代古書的記載，一些道教鍊丹家在製藥過程中偶然發現，按照一定比例配製起來的硫磺．硝石和木炭研成細末，提煉昤會引起大火。因此人們把這種容易著火的藥，叫做火藥。

成份

火藥的基本成份是硫磺、硝石和炭等三種易燃藥品，實際上把這三種藥物混合在一起，就成為最原始的黑色火藥了。

硫磺、硝石是我國古代常用的煉丹藥物和醫療藥物。這些配方按定量配製，增加了硝和硫的比例，反映了火藥的配製已脫離了初期的簡單粗糙和盲目性，在性能和效力方面都有較大的提高。

毒性火藥稱「毒藥煙球法」，硝、硫、炭三者的比例為60%、30%、10%，另加進草烏頭、狼毒、芭豆、瀝青、砒霜等毒性和造煙的藥物，戰爭中用以向敵陣施放煙幕，使敵方中毒，戰鬥力削弱。

燃燒性火藥稱「蒺藜火球法」，硝、硫、炭的比例為61.54%、30.77%、7.6%，另加瀝青、乾漆、桐油、蠟等易燃藥物，戰時布放於敵騎兵必經之地，以燒傷敵方馬匹，阻止敵騎兵的進攻。

爆炸性火藥稱「火砲火藥法」，硝、硫二者的比例為74%、26%，另加乾漆、黃蠟、清油、桐油、松蠟、濃油等易燃藥物，不含炭，由於工藝方面的問題，爆炸性能尚不強，主要仍用於火攻，點燃後火勢特別猛烈，用於攻城陷陣之用。

用途
古代應用
我們將古代火藥的應用分成兩部份：機發火炮和噴氣式火箭。

機發火炮
從後世的資料看，用拋石機發射的火炮。我們將其稱之“機發火炮”。見於唐代末年時。此“機”當即拋石機。“飛火”當即飛越空間較大的炮火。到了宋代，機發火炮技術迅速推廣開來，火炮成了戰場上的常見武器。南宋機發火炮技術還有兩項重要的成就，一是鐵質火藥包的發明；二是引信的使用。這都有力地說明，火藥配方已逐漸從燃燒型發展到了爆炸型的階段。

噴氣式火箭
噴氣式火箭約發明於12世紀。這種火箭的裝置方法是把含硝量稍高的火藥裝入紙筒中，紙筒中心留下半個插引信的空腔，空腔下留一個引信出口，筒的上部用一層薄泥封頂，最後將火藥縛於箭竿上。火藥點後，高溫火燄和氣流便從底口急速噴出，因空氣的反作用力而使紙筒飛起，再不需機械力的幫助。

現代應用
除了軍事用途外，火藥在民間的應用甚為廣泛，可用來採礦或開隧道。各種更有效率的爆炸物一一出現。火藥做為槍砲推進劑和彈頭裝藥的角色被無煙火藥和黃色炸藥取代。受到近年來歐美歷史扮演風潮的影響，不少人也開始對使用火藥的仿古前裝槍械發生興趣，各地成立不少這類的射擊俱樂部，更有人用來狩獵。
原地方火藥的發展 往頁頂

在古代世界中，唯有我國發現和使用硝石，木炭是火法煉丹中經常使用的物質。
　

於戰爭的需要，北宋政府在東京開封設立了「廣備攻城作」，這是個生產軍用物資的大型兵工廠，分為十一作，其中便有「火藥作」。北宋火器主要有弓火藥箭、弩火藥砲，以及火球、火蒺藜等。
　

南宋時，火器技術又有了進一步發展，出現了噴氣式火箭和管形火器。
　

到了11世紀中期，中國已經有爆炸性的炸彈出現。出版於公元1044年的武經備要中描述如何製造「轟天雷」，雖然主要是用來在敵軍人馬間製造混亂，殺傷力不是很強，但的的確確是會造成如雷鳴般巨大聲響的炸彈了。
　
火箭大約在公元1150年左右出現，最早是用在煙火上，但是很快地就被用來做為發射箭矢之用。除了多管火箭（像今天的蜂炮）外，更有多段火箭的出現。
　
到了公元1221年金人在對抗南宋時使用鐵殼的「震天雷」。鐵殼炸彈的使用顯示著火藥配方的進步，殺傷力大增，已經不是僅僅用來做為嚇人的工具。
　
公元1231年金人在山西用它來對付入侵的蒙古人。金史列傳第四十九完顏訛可列傳：「板訛可提敗卒三千奪船走，北兵追及，鼓噪北岸上，矢石如雨。數里之外有戰船橫截之，敗軍不得過，船中有火砲名『震天雷』者連發之，砲火明，見北船軍無幾人，力斫橫船開，得至潼關，遂入閿鄉。」
　
公元1232年蒙古人圍攻金國行都南京（開封）時，也使用震天雷來守城。金史列傳第五十一赤盞合喜列傳：「其守城之具有火砲名『震天雷』者，鐵殼盛藥，以火點之，砲起火發，其聲如雷，聞百里外,又飛火槍，」金國守軍將震天雷用鐵鍊垂入挖牆打洞的蒙古軍戰壕中，引爆後蒙古士兵屍骨蕩然無存；這種爆炸威力與應用，當時無論西方或是阿拉伯都是瞠乎其後。

火藥成份的發展
最早期的火藥威力有限，主要就是硝的比例不夠高。培根的第一份火藥配方中，硝的比例只有41.2%；中國早期火藥配方中，硝的比例也只有60%左右，都遠低於現代配方的75%。由於硝是火藥爆炸時產生氣體的來源，比例較低的話，產生氣體的量就較低，爆炸威力自然也較低。但是，這個成分比例並非一成不變，歷代以來都有增減。一般來說都是隨著冶金技術的進步而逐漸增加威力的。在西方，火藥成分的比例一直要到18世紀末、19世紀初才固定下來。在中國，雖然沒有詳細的記載，應該也是經歷過同樣的循序漸進的過程。
宋代火藥的西傳

由於宋代開始逐步將火藥配方用於武器上，因而增強本身的國防力量，而且這種進步殺傷力又強的武器隨著宋金之交戰而入金人手中，如金人在抗元戰役中即有使用震天雷（一種內實火藥的鐵火砲）和飛火槍的記錄。其後，再由於蒙古滅金而為蒙古人所得，在蒙古人西征，又將之傳入阿拉伯世界，十三世紀以後逐由阿拉伯人將此技術傳入歐洲，造成了中古歐洲城邦式統治時期開吞了歐洲甚世界史進入近代文明之端倪－－使用鐵筒來製造「突火槍」，能發射鐵彈、鐵砂、石球。