火炸藥工業(yè)發(fā)展史history of explosive industry
黑火藥時(shí)期 黑火藥的發(fā)明曾經(jīng)歷了一個(gè)很長(zhǎng)的過(guò)程，約有 500多年（3～9世紀(jì)）。此后，火藥用于軍事，被用來(lái)制作各種火器，到14世紀(jì)，黑火藥實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。
黑火藥的發(fā)明 火藥一詞由“火”和“藥”組成，它是KNO3、S、C或其他可燃物所構(gòu)成的混合物，能著火或爆炸而不依賴外界的氧。公元前6世紀(jì)計(jì)然曾指出：“消石(即KNO3)出隴道”，“石流黃 (即S)出漢中”。這說(shuō)明中國(guó)很早已發(fā)現(xiàn)天然硝石和硫磺。東漢(公元25～220)的《神農(nóng)本草經(jīng)》，把硝石、硫磺列為“上品藥”和“中品藥”。還指出“消石，味苦、寒……服之身輕”;“石流黃，味酸、溫……能化金、銀、銅、鐵，奇物”。木炭在古醫(yī)書(shū)中未予列入，但一些植物焦灼后的炭也作藥用，后來(lái)明代李時(shí)珍(1518～1593)把黑火藥收入在《本草綱目》里，這說(shuō)明火藥首先具有醫(yī)藥的含義。約在戰(zhàn)國(guó)至東漢初期（公元前475～公元86），中國(guó)盛行煉制丹藥的方術(shù)，稱煉丹術(shù)。煉丹家運(yùn)用陰陽(yáng)學(xué)說(shuō)，主要從八石（硃砂、雄黃、雌黃、硫磺、硝石、空青、云母、戎鹽）煉取丹藥。由此產(chǎn)生了硝石與雄黃、硫磺合煉之事。西晉(265～316)葛洪的《抱樸子》內(nèi)篇“仙藥”所載餌服雄黃法中提到：“或先以硝石化為水，乃凝之；或以玄胴脹裹蒸之于赤土下；或以松脂和之；或以三物共煉之。引之如布，白如冰……?！逼渲械摹啊四保榉乐瓜跏?、雄黃火煉發(fā)生爆炸而采用水湅工藝），“……共煉之”（加入玄胴脹和松香等可燃物以緩和著火爆炸事故的發(fā)生），實(shí)際都是以硝石和雄黃為主的爆炸物質(zhì)的基礎(chǔ)配方。火煉是用火烘煅，也稱伏火，目的是使被煉物變性。硝石和硫磺火煉的基本配方載于《諸家神品丹法》的“伏火硫黃法”中“硫黃、硝石各二兩，……將皂角子三個(gè)，燒令存性，以鈐逐個(gè)入之，……”，根據(jù)歷史考證，此法約出現(xiàn)于581~808年間。唐憲宗(808)清虛子著《太上圣祖金丹祕(mì)訣》所述“伏火礬法”中的“伏火硫黃法”：“硫黃二兩，硝石二兩，馬兜鈴三錢半。右為末，拌勻、掘坑，入藥于罐內(nèi)，與地平。將熟火一塊，彈子大，下放里面，煙漸起。以濕紙四五重蓋，用方磚兩片捺，以土冢之。候冷取出……”，這是繼承上法把皂角子換為馬兜鈴粉，則黑火藥的配方更接近成熟。煉丹書(shū)《真元妙道要略》（成書(shū)年代說(shuō)法不一，約在9～10世紀(jì)）中還載有:“有以硫黃、雄黃合硝石并蜜，燒之焰起，燒手面及屋宇者?！迸c“硝石……生者不可合三黃（硫磺、雄黃、雌黃）等燒，立見(jiàn)禍?zhǔn)?。”這充分說(shuō)明了黑火藥劇烈燃燒和爆炸的性質(zhì)在此之前就已被煉丹家所掌握。
黑火藥的生產(chǎn)和軍用 煉丹家也常是兵家。晚唐(9～10世紀(jì))由于煉丹招致火藥起火、爆炸而燒毀丹房的事故積累多了，兵家便把火藥用于火攻。1018～1079年宋敏求著《東京記》中，記載北宋已在開(kāi)封建立火藥作坊，規(guī)模宏大，且有保密規(guī)程。1044年曾公亮著《武經(jīng)總要》載有火炮用火藥、蒺藜火毬用火藥、毒藥煙毬用火藥等三種配方。其中蒺藜火毬用火藥的配方為：KNO350％，S25％，C6.20％，其他可燃物18.78％（見(jiàn)彩圖）。當(dāng)時(shí)的黑火藥威力已很大，產(chǎn)量也很高。例如:宋周密撰《癸辛雜識(shí)》中有這樣的記敘：“至元庚辰歲(1280)維揚(yáng)炮庫(kù)之變?yōu)橛瓤??！露ò匆?，則守兵百人皆糜碎無(wú)余，楹棟悉寸裂，或?yàn)榕陲L(fēng)扇至十余里外。平地皆成坑谷，至深丈余。四比居民二百余家，悉罹奇禍，此亦非常之變也?！弊阋?jiàn)當(dāng)時(shí)黑火藥兵器的威力和用量之大。這也是對(duì)爆轟現(xiàn)象最早的描述。1548年明朝戚繼光著《紀(jì)效新書(shū)》中對(duì)火藥配方和生產(chǎn)工藝有進(jìn)一步的提高。鳥(niǎo)銃藥（配方：KNO375.8％，S10.6％，C13.6％）已與現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)軍用黑火藥基本相同。
近代火炸藥工業(yè)時(shí)期 屬于大功率化學(xué)能源合成的范疇，其應(yīng)用廣及軍事武器裝備和工業(yè)生產(chǎn)建設(shè)。
黑火藥壟斷的突破 1825年，英國(guó)R.D.克萊頓從煤焦油中分離出苯、甲苯、萘等，為炸藥的發(fā)展提供了主要的原料基礎(chǔ)；酸堿工業(yè)的建立，為合成火炸藥提供了硝化手段；1834～1842年形成的硝化反應(yīng)理論，在火炸藥生產(chǎn)上得到廣泛應(yīng)用。這些條件伴隨著工業(yè)革命的發(fā)展，終于促成了19世紀(jì)后半期黑火藥獨(dú)占局面的結(jié)束。1846年，德國(guó)化學(xué)家C.F.舍恩拜因、意大利化學(xué)家A.索布雷羅用濃硝酸和濃硫酸的混合酸分別制得硝化棉（見(jiàn)硝酸纖維素）、硝化甘油，這是火炸藥工業(yè)得以發(fā)展的一個(gè)突破點(diǎn)。接踵而起的是一系列硝化棉系無(wú)煙火藥和其他新炸藥的產(chǎn)生。例如：1863年德國(guó)化學(xué)家J.維爾布蘭德發(fā)明梯恩梯；1862年瑞典化學(xué)家A.B.諾貝爾開(kāi)設(shè)了第一個(gè)硝化甘油工廠，并且他以后還有不少發(fā)明（包括1866～1867年以硅藻土吸收硝化甘油做成了代那邁特，1867年采用雷汞制成了雷管，1875年申請(qǐng)了爆膠專利，以后又制成一系列各種活性的代那邁特，1888年用低氮量硝化棉和硝化甘油創(chuàng)造了巴力斯太型雙基火藥等）；1867年瑞典發(fā)明家C.J.奧爾森和J.H.諾賓申請(qǐng)了硝酸銨（1654年創(chuàng)制）的礦用炸藥專利；1877年L.朱斯林發(fā)明硝基胍（第一次世界大戰(zhàn)時(shí)用作爆破炸藥，第二次世界大戰(zhàn)時(shí)又用它制造了三基火藥）；同年K.H.默滕斯發(fā)明特屈兒；1882年P(guān).赫普制出了1，3，5-三硝基苯；1884年法國(guó)P.維埃耶用硝化棉和酒精乙醚溶劑首先創(chuàng)制了單基火藥，被用來(lái)代替黑火藥而成為發(fā)射藥。1885年，法國(guó)科學(xué)家E.蒂爾潘用雷管起爆了苦味酸，從而發(fā)現(xiàn)后者的爆轟性質(zhì)，使其列入猛炸藥，并于1885～1888年開(kāi)始用以裝填炮彈、手榴彈，取代了黑火藥。至此，黑火藥不再作為發(fā)射藥和彈體炸藥，而只用于點(diǎn)火、傳火、煙火和工程爆破等。1889年英國(guó)化學(xué)家F.A.阿貝耳用硝化甘油、丙酮膠化高氮量硝化棉創(chuàng)制了柯達(dá)型雙基火藥。1891年B.托倫斯創(chuàng)制了季戊四醇，1894年制成太安，第一次世界大戰(zhàn)中廣泛用于雷管、導(dǎo)爆索、傳爆藥柱及裝填炮彈。1895年中國(guó)在上海建立了單基無(wú)煙火藥廠。
第一次世界大戰(zhàn)前后 為滿足戰(zhàn)爭(zhēng)的需要?；鹫ㄋ幍闹圃鞌[脫了舊的作坊式生產(chǎn)而成為間歇式的工業(yè)生產(chǎn)，產(chǎn)品品種增多，產(chǎn)量有了大幅度提高。1900年接觸法(見(jiàn)硫酸)制造發(fā)煙硫酸成功，為工業(yè)生產(chǎn)火炸藥所需的硝-硫混酸提供了原料；使1891年C.豪澤曼研究的三段硝化法，有可能在1901年將梯恩梯的生產(chǎn)加以改進(jìn)，1901～1906年逐漸完善了硝化甘油的間歇法生產(chǎn)工藝。使之達(dá)到工業(yè)化的程度。1902年德國(guó)人首先用梯恩梯取代苦味酸以裝填炮彈，成為第一次世界大戰(zhàn)中最主要的炸藥。1906年鑒定出特屈兒為猛炸藥，可作傳爆藥用。1920年，G.C.赫爾茨則定出黑索今為優(yōu)良的高能炸藥。此外，在第一次世界大戰(zhàn)期間，也出現(xiàn)了很多代用炸藥作為梯恩梯的補(bǔ)充，用于裝填炸彈、迫擊炮彈和手榴彈等。
第二次世界大戰(zhàn)前后 根據(jù)第一次世界大戰(zhàn)的經(jīng)驗(yàn)，軍用裝備裝甲進(jìn)一步加強(qiáng)和彈藥的消耗量進(jìn)一步增大，火炸藥生產(chǎn)也向高能、優(yōu)質(zhì)、資源廣方面發(fā)展，尤其是生產(chǎn)工藝的變革和混合炸藥的開(kāi)發(fā)更是這一時(shí)期突出的特點(diǎn)。1927年硝化甘油完成了連續(xù)化生產(chǎn)線。1935年世界上最大的代那邁特炸藥工廠在南非建立。1937年德國(guó)人為了消除大口徑火炮使用單基、雙基火藥引起的身管燒蝕、炮口焰、炮尾焰，曾創(chuàng)制了含硝基胍和硝化二乙二醇的三基火藥。1940年美國(guó)開(kāi)創(chuàng)了一類復(fù)合火藥，為大型導(dǎo)彈的發(fā)展和航天事業(yè)起到了推動(dòng)作用。1941年用醋酐法生產(chǎn)黑索今時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中存在奧克托今，后者的爆炸威力比黑索今更大。1944年美國(guó)解決了雙基火藥大型化的鑄裝問(wèn)題，使雙基火藥適用于導(dǎo)彈。1945年中國(guó)成立了雙基火藥廠。1947年美國(guó)制出了聚硫橡膠、高氯酸銨、鋁粉復(fù)合火藥。50年代，又相繼制出了聚氯乙烯、聚氨酯、聚丁二烯類為可燃劑而以高氯酸銨為氧化劑的一系列復(fù)合火藥；在澆鑄雙基火藥的基礎(chǔ)上，加入了高氯酸銨和鋁粉等，又創(chuàng)造了復(fù)合雙基火藥類型，使它具有復(fù)合和雙基兩種火藥的優(yōu)點(diǎn)（見(jiàn)推進(jìn)劑）。同期，中國(guó)也發(fā)展了這一類火藥。在美國(guó)還出現(xiàn)了一系列新型混合炸藥，除軍用粘結(jié)炸藥外，還有工業(yè)用銨油炸藥，漿狀炸藥等。這一時(shí)期的火炸藥生產(chǎn)已達(dá)到了自動(dòng)、遙控的大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)方式。
新型火炸藥的開(kāi)發(fā) 60年代美國(guó)曾制成耐熱炸藥(例如塔柯特和六硝基茋等)、工業(yè)用乳化炸藥，并成功地爆轟了燃料-空氣炸藥。中國(guó)從1959年研制漿狀炸藥和 70年代制成乳化炸藥以來(lái)，發(fā)展迅速，已形成一個(gè)獨(dú)具特色的、較完整的抗水工業(yè)炸藥體系。
其他火炸藥的生產(chǎn)，可以硝化甘油為代表，由于電腦的應(yīng)用和與遙控技術(shù)相結(jié)合，其產(chǎn)量大增，而生產(chǎn)設(shè)備體積和所占空間卻進(jìn)一步縮小，自動(dòng)化程度較高（見(jiàn)火藥）。
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