火藥技術

簡介

火藥是9世紀初或更早時間，由中國練丹師們發明的。10世紀，中國古代首先將火藥用於軍事。後來火藥由蒙古人和阿拉伯人傳入歐洲。直至19世紀，黑色炸藥一直是世界上唯一的爆炸材料。18世紀以後，化學作為一門科學有了迅速的發展。為炸藥原料的來源和合成及製備提供了條件，許多化學家致力於研製性能更好，威力更大的爆炸材料，使各種新型炸藥接湧現。

發展

從1871年到1899年的30年問，西方的槍炮技術之所以能有一個較大的發展，是與這一時期化學領域在研製火藥方面所取得的卓越成就直接聯繫在一起的。這一時期各國對火藥的研製都非常重視，湧現出了一批具有國際影響的火藥發明家和火藥製造公司，推出了10多項比較重要的新成果。

火藥

1873年德國化學家斯普倫格爾發現，由英國人沃爾夫在1771年研製的苦味酸可用雷管起爆。到1885年法國科學家特平開始用它作為炸藥裝填炮彈，這就是著名的黃色炸藥。它的威力要比黑火藥大得多，而且爆炸不產生濃烈的煙霧，人類正式進入了無煙火藥時代。到19世紀90年代，各國採用無煙火藥的火炮，其射程提高近一倍。直到第一次世界大戰期間，苦味酸依然是主要的軍用炸藥之一。

1875年，瑞典的著名化學家和工程師諾貝爾在他自己於1867年所發明代那買特炸藥中加入膠棉，成功地研製出爆膠。它比一般代那買特具有抗水性和更高的爆炸威力，成為取代黑色火藥的又一種重要的新型炸藥。以後諾貝爾又研製出一系列活性代那買特。

1877年，化學家約色林發明硝基胍，可以製成一種新的耐熱高能單體炸藥。1900年開始用作火藥組分，第一次世界大戰時德國開始將其用於彈體裝藥。

1877年化學家默頓斯還首次製得特屈兒。他先將N－二甲基苯胺與硫酸化合生成鹽，然後硝化而得到達種新型高能炸藥。該藥的爆熱達4600千焦／千克，1906年開始被正式作為炸藥使用，第一次世界大戰時用於裝填雷管和傳爆藥柱。

1884年法國人維埃耶首先使用醇、醚混合溶劑塑化硝化棉，製得單基火藥，稱硝化棉火藥，法國人又稱它為B火藥。其火藥力達900—1000千焦／乾克，後被廣泛用作槍彈和炮彈的發射藥。

1888年，諾貝爾又推出了他的雙基火藥。他用60％硝化甘油加入40％低氮量的硝化棉研製而成，當時稱之為巴利斯太火藥。因含有纖維素硝酸酪和多元醇硝酸酪兩種主要能量組分，故又稱之為雙基火藥。兩年之後，英國人艾貝爾和迪尤爾另闢路徑，用丙酮和硝化甘油一起塑化高氮量的硝化棉，成功地研製出柯達型雙基火藥。雙基火藥克服了單基火藥的許多弱點，它的能量高、吸濕性小、物理安定性和彈道穩定性好，常用作大口徑火炮炮彈和火箭彈的裝藥。

1888年，傑克遜還研製出最早的耐熱炸藥三氨基三硝基苯。它並且具有潤滑性，易於壓裝成型，可製成高聚物粘結炸藥。當時因製造成本高未被採用，但到20世紀70年代後重新受到重視。

1891年，德國化學家豪澤曼對威爾布蘭德在1863年所發明的梯恩梯炸藥的生產方法進行了革新，採用三段硝化法。新的方法使得這種單體炸藥的工業化生產成為現實。1902年德國首次使用梯恩梯裝填彈藥，成為苦味酸的代替品，第二次世界大戰時，梯恩梯是最主要的軍用炸藥。

1894年，托倫斯用季戊四醇與濃硝酸硝化而製得太安。這是一種單體高能炸藥，多用於製造導爆索、傳爆藥柱以及雷管中的次發裝藥，在第一次世界大戰中使用比較廣泛。

正是由於這一項緊接一頂的新發明、新產品，迅速地改變了19世紀末世界火藥技術的基本面貌，並且從根本上為自動火器的產生和發展創造了條件，對第一次世界大戰和第二次世界大戰時期的武器裝備產生了深遠的影響。

主要種類

苦味酸

──1771年由英國的P·沃爾夫首先合成。它是一種黃色結晶體，最初是作為黃色染料使用，1885年法國用它填炮彈之後，才在軍事上得到套用。黃色炸藥的名稱便由此而來。苦味酸是一種猛炸藥，在19世紀末使用非常廣泛。

雷汞

──1779年由英國化學家E·霍華德發明。雷汞是一種起爆藥，它用於配製火帽擊發藥和針刺藥，也可用於裝填爆破用的雷管。

硝化纖維（硝化棉）

──1838年T·J·佩盧茲首先發現棉花浸於硝酸後可爆炸。1845年德國化學家C·F·舍恩拜因將棉花浸於硝酸和硫酸混合液中，洗掉多餘的酸液，發明出硝化纖維。1860年，普魯士軍隊的少校E·鄶爾茨用硝化纖維製成槍、炮彈的發射藥。

硝化甘油

──1846年義大利化學家A·索布雷把半份甘油滴入一份硝酸和兩份濃硫酸混合液中而首次製得。硝化甘油是一種烈性液體炸藥，輕微震動即會稱列爆炸，危險性大，不宜生產。1859年之後，瑞典的A·B·諾貝爾和他的父親及弟弟共同研究硝化甘油的安全生產方法，終於在1862年用“溫熱法”降服了硝化甘油，使之能夠比較安全地成批生產。（圖）（諾貝爾像）

梯恩梯（TNT）

──1863年由J·威爾勃蘭德發明。梯恩梯的化學成份為三硝基甲苯，這是一種威力很強而又相當安全的炸藥，即使被子彈擊穿一般也不會燃燒和起爆。它在20世紀初開始廣泛用於裝填各種彈藥和進行爆炸，逐漸取代了苦味酸。在第二次世界大戰結束前，梯恩梯一直是綜合性能最好的炸藥，被稱為“炸藥之王”。

達納炸藥

──1866年由A·B·諾貝爾發明。19世紀60年代，諾貝爾在法國繼續進行炸藥的研究。在一次事故中，他的弟弟被炸死。父親受重傷。法國政府在陸地上進行試驗。他只子租了一條駁船，在馬拉倫湖上尋起了新的實驗室。一次試驗中，一隻裝有硝化甘油瓶破碎，流出的硝化甘油被瓶底下用來減少震動的惰性粉末矽土吸收。諾貝爾意外地發現，硝化甘油與矽土混合物不僅使炸藥威力不減，而且生產、使用和搬運更加安全。後來，他用木槳代替了奎土，製成了新的烈性炸藥──達納炸藥，“達納”一詞源於希臘文“威力”。

雙基炸藥

1872年，諾貝爾又在硝化甘油中加入硝化纖維，製得一種樹膠樣的膠質炸藥──膠質達納炸藥，這是世界上第一種雙基炸藥。

無煙火藥

──1884年由法國化學家、工程師P·維埃利最先發明。1845年由舍恩拜因發明的硝化纖維很不安定，曾多次發生火藥庫爆炸事故。維埃利將硝化纖維溶解在乙醚和乙醇里，加入適量安定劑，使之成為膠質，再壓成片狀，切條幹燥硬化，便製成了第一種無煙火藥。這一發明具有極重要的意義。無煙火藥燃燒後沒有殘渣，不發或只發少量煙霧，卻可使發射彈丸的射程，彈道平直性和射擊精度均有誕生提供了彈藥方面的條件。馬克沁發明的重機槍，正是由於使用了無煙火藥，才得以具備實用價值。

1887年，諾貝爾用硝化甘油代替乙醚和乙醇，也製成了類似的無煙火藥。他還將將硝酸銨加入達納炸藥，代替部分硝化甘油，製成更加安全而廉價的“特種達納炸藥”，又稱“特強黃色火藥”。諾貝爾的眾多發明，使他無愧於“現代炸藥之父”的讚譽。

黑索今

──1899年由德國人亨寧發明的。在核子彈出現以前，它是威力最大的炸藥，又被稱為“旋風炸藥”。在第二次世界大戰之後，曾取代了梯恩梯的“炸藥之王”的寶座。