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经过上述工艺流程,每百斤天然硝大致只能提炼出30斤纯硝。
这种纯硝呈白色结晶,。
硫磺是一种快速燃爆物,它纯度对火药爆发力的影响很大。
明代硫磺的提炼工艺流程分为四步。
第一步是将硫块捣碎,拣去沙粒、杂物。
第二步是将捣碎的硫磺放入锅中加淡水煮沸,去除杂质,倒入瓮盆内沉淀一天后,将沉淀物剔除,取得粗硫。
第三步是按10斤硫磺倒入2.5斤牛油和1斤麻油的比例,进行煎煮,使油不粘糊硫磺,再用柏叶加入锅中与硫磺同煮,吸去锅中成黑色的渣滓。
第四步是将去渣的粗硫放入沸油中煎煮,待油面泛起黄沫后,放入盆中冷却,最后除去面上的黄沫和杂质,取出无渣滓、去油性的纯净硫磺,这种硫磺呈柠檬色块状结晶。
木炭粉是火药中的助燃物,其质量优劣能影响火药的燃烧速度。
焙制木炭时,最好选用清明前后的柳条,因为此时的柳条叶芽将萌未萌,养分集中在柳条上。
如果将这种枝直条匀的柳条取下,去皮除节,自然封干,尔后再焙制成炭,碾成粉末。
用这种木炭粉配制的火药,因木炭的去皮而无烟,去节而无树脂,从而提高了燃烧速度和的各向均匀性,增强了瞬时爆发力。
配制火药的工艺流程共四步。
第一步是将精选和提炼过的硝、硫、炭,按配制火药的要求,秤准份量,按配方比例,分别放入石臼或木槽中,反复捣碾多次,使之成为细末。
第二步是将碾细的硝、硫、炭三种粉末,按比例混合放入木臼中,再加入量的纯水或烧酒,将混合物拌合成湿泥形态,并用木杵捣碾成千上万次。
在捣碾过程中,严禁沙石杂入臼中,以免磕碰后生火成灾。
当混合物将干时,加水再捣,使混合物充分匀和细腻,尔后取出日晒。
第三步是对成品进行质量检查。
选取一部分晒干的火药样品,放在纸上燃烧,如果迅速燃尽而纸张完好无损,则是合格制品。
或者将样品放在手心中燃烧,火药燃毕而手心不觉热者,说明成品燃速快,是合格制品。
反之,如果火药燃毕后在纸上留有黑心白,或手心感到烧灼者,则为不合格制品,需要反工再次捣碾,直到合格为止。
其四是筛选合格药粒,赵士祯在写成于公元1598年(明神宗万历二十六年)的《神器谱》中说:火药的颗粒,“粗大者不用,下细者不用,止取如粟米一般者入铳”
,说明当时对火药颗粒大小与火药燃烧速度的关系,已经有了深刻的认识。
将经过检验合格的药块破碎成粒,用粗细不同的箩筛,分别筛出大铳(炮)、佛郎机和鸟铳所用的大中小各种火药粒,不成粒状的可以用作火门引火药,剩下的细粉末全部剔除。
这种按枪炮口径和药室大小,选用相应档次的粒状火药的目的,既是为了提高发射威力,也是为了保证发射时的安全。
中国古代火器的发展自18世纪初叶逐渐衰萎,清代在第一次鸦片战争前所用的火药,大体仍按明代火药配制理论和技术,采用人工操作的办法配制而成。
而同期西方工业革命,极大地促进了火药和火器技术的发展。
清军在第一次鸦片战争中战败后,清朝一些统兵将领导和火药研制人员,发现了旧制火药的不足。
为了改良火药性能,进行了大量改进配制工艺的试验,将提炼硝的次数从一次增加到三次,尔后按硝8斤,硫磺粉1斤2两、炭粉1斤6两的配比份量,放在石臼中,用槐榆木制的坚木杵捣拌成千上万次,制成组配比率为硝76%、硫10.7%、炭13.3%的发射火药。
经对比试验,和英军发射药的性能基本相当。
中国古代火药发明后,在军事使用中在不断地改进和提高。
其发展规律是:配制上由没有严格比例到有一定比例;成份上庞杂到简单、纯净;形状上由粉末到颗粒。
火药的燃烧、爆炸和发射三种性能,也逐渐被应用到火器中去。
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