黑火藥black powder
黑火藥為中國古代四大發(fā)明之一（見火炸藥工業(yè)發(fā)展史）。初始主要用于醫(yī)藥目的，宋代已把火藥用于軍事，制出了火箭、突火槍、震天雷（圖1）等火器，后來又出現(xiàn)了銅鐵火炮等管形火器。
組成 黑火藥是由硝酸鉀、硫磺和炭等組成的混合火藥。它的成分配比從古到今變化不大，一般配比為:硝酸鉀75％;炭15％;硫磺10％。10世紀中國《武經(jīng)總要》所載三者配比為50:25:6.25（其他18.75）;13世紀英國人R.培根的配比為37.5:31.25:31.25。但隨黑火藥的用途不同，組分也稍有改變，如延期火藥所含硝酸鉀的比例要小些。在這三種組分中，硝酸鉀為氧化劑，在燃燒時分解出氧，用以氧化硫磺和炭而放出熱量和氣體產(chǎn)物。硝酸鉀的含量要足夠，才能使燃燒反應完全而釋放出高熱量。炭是可燃劑，與氧化合生成二氧化碳、一氧化碳等氣體。但炭的來源是以含脂量少的木材經(jīng)炭化而制成，其中的含碳量對黑火藥的燃燒速度有影響，在一定范圍內(nèi)，碳量大時，炭的燃燒較完全。硫磺也是可燃劑，但還兼有膠粘劑作用，可使黑火藥的藥粒密實、成型好。硫磺著火溫度比炭低，故使火藥易于點燃。黑火藥三種組分燃燒時的反應如下（按KNO374.8％、C13.4％、S11.8％的配比）：
20KNO3＋10S＋30C─→6K2CO3＋K2SO4＋3K2S3＋14CO2＋10CO＋10N2
生產(chǎn)方法 黑火藥的制造工藝（圖2）大部分屬機械加工過程。硝酸鉀和炭的粉碎在裝有青銅球的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)進行，為了安全，硫的粉碎有時在內(nèi)襯皮革的木制研磨機內(nèi)進行。硫易產(chǎn)生靜電，需注意接地。粉碎操作可采用兩組分粉碎法，如硫磺和炭共同粉碎，硝酸鉀和少量的炭共同粉碎;這樣粉碎效果較好。而且可解決單一粉碎的不足，如硝酸鉀的吸潮粘壁、硫磺因靜電而粘結(jié)和炭塵太大易起火等問題，但決不可三組分在一起粉碎，這樣容易造成起火事故?；旌显趦?nèi)襯皮革的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)進行，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)裝木球而不用金屬球以保證安全。藥料的壓實操作可在輪碾機上進行，噴少許水后即可壓成薄餅，稱為冷壓。這種產(chǎn)品密度小、易點燃、吸濕性大。另外，也有直接在熱壓機上一次壓實，稱為熱壓。后一方法的產(chǎn)品藥體密實、強度大、吸濕性小，但均勻性差且難點火。壓出的黑藥餅經(jīng)過帶齒的銅輥粉碎成大小不等的藥粒。經(jīng)篩除藥粉及不合格顆粒后，再進行光藥，以除去藥粒的棱角，使之光滑。再經(jīng)干燥、篩選，按粒度大小分類。同一品號類別的藥粒再進行混合，使質(zhì)量保持均勻。最后分批、裝箱。
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