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中国古代火药配方的演变(2/3)

其组配比例为硝50%、硫磺25%、木炭25% 制毒药烟球用焰硝三十两,硫磺十五两,木炭五两,外加巴豆、砒霜、狼毒、草乌头、磺蜡、竹茹、麻茹、小油、桐油、沥青等,其组配比例为硝49.

06%、硫磺24.

8%、木炭25.

6%; 上述三个火药配方说明,用硝石、硫磺、木炭为基本原料,再掺杂一些其他物质,就可以配制成不同性能和用途的火药。

这三个配方,既是经过宋军试用改造后优良的定型制品,又是各地配制火药的样本。

其硝、硫、炭之间的组配比率,渐趋合理。

但是,和现代黑色火药比较,这三种火药的组配率还有一定的差距(现代黑色火药的标准配方:硝75%、硫磺10%、木炭15%),由于氧化剂硝石的含量太低,供氧不足,低熔点可燃物硫磺的含量太多,又掺有很多其他成份,其性能只具有纵火、散毒、放烟的作用。

《武经总要前集》所载“霹雳火球”

就是按上述第一配方而制的,它也不是爆炸性火器,名为霹雳,是由于火药后竹竿爆裂,发出很大响声,又由于竹竿爆裂,球体内的炽热瓷片散飞附近,可以伤人,所以说它有爆炸性火器的萌芽。

由此可见,北宋初期的火药,一方面已经有了相当的发展,另一方面配方成份也很复杂,还是一种低级火药。

北宋末期所出现的“霹雳炮”

、“铁火炮”

,其中装药则肯定已经是具有爆炸性能的火药了。

宋元两朝,战场上出现了各种火器,应用日益广泛。

战争的需求促进了火药性能的不断改良。

到了元代,火药配方中硝的含量已经明显增加,达到了60%,硫磺和炭各占20%左右。

制造工艺也有所改良,减少了杂质,剔除了火药中的缓燃物质,成品多为颗粒状,具有了较大威力。

到了明代,火药的发展取得很大的进步,达到了更高的水平。

成书于明代前期的《火龙神器阵法》,记载了多种火药配方,并提出“必要知药性之宜”

才能“得火攻之妙”

,较《武经总要》已有较大的发展。

戚继光于公元1560年(嘉靖三十九年)写成的《纪效新书布城诸器图说》中,对铳用发射火药的配方和制造工艺,记载的更为详细。

其配方为“硝一两,磺一钱四分,柳炭一钱八分”

,这种组配率,是硝石75.

75%,硫磺10.

6%,木炭13.

65%,和现代黑色火药的标准组配率已经基本一致。

不同组配比率的传统火药配方,在《武备志制火器法》中多有记载。

其中,用作火箭流星及浸泡药线的火药配方是“磺居硝六分之一,炭居硝五分之一,折算的组配比率为硫磺硝73.

2%、硫磺12.

2%、木炭14.

6%。

爆炸药配方是“磺居硝三分之一或四分之一,炭居硝四分之一,折算的组配比率为硝66.

6%、硫磺16.

7%、木炭16.

7%。

火炮及鸟铳发射药的配方是“磺居硝十分之一,炭同之”

,折算的组配比率为硝83.

3%、硫磺8.

35%、木炭8.

35%。

用硫或炭的同种异性原料组成的火药配方甚多,可以配制成不同的火药。

如《兵录火攻药性》中说,“雄黄气高而火焰”

,可以配制燃烧强烈的火药;“石黄气猛而火烈”

,可以配制烈性火药;“砒黄气臭而毒”

,可以配制致毒药剂。

又如《武备志制火器法》中说,“柳枝灰、茄秕灰最轻而易引火”

,能配制容易引燃的火药;“飘灰、蜂窝灰则又轻”

,能配制极易引燃的火药;用葫芦灰能配制燃烧猛烈的火药,用箬叶灰能配制爆裂的火药。

在火药中加入其他原料组成的火药配方更多,仅在《兵录火攻药性》中就记载了50多个。

例如,加入金针、硇沙、制铁子、磁锋等物,配制成使人肌肉腐烂的“烂火药”

;加入草乌头、芭豆、雷藤、水马等物,配制成使人说不出话来的“见血封喉药”

;加入江子常山、半夏、川黄等物,配制成使人昏迷不醒的“喷火药”

;加入桐油、豆粉、松香等物,配制成烧夷敌军粮草和营寨的“飞火药”

;加入头发、铁汁、巴油等物,配制成焚烧敌军革车、皮帐的强烧剂;加入猛火油等物,配制成得水愈炽能燃烧湿物的水战用火药;加入九尾鱼脂等物,配制成因风蔓延的燃烧剂;加入狼粪等物,配制成昼发烟、夜发光的报警焰火;加入江豚骨、江豚油、狼粪、艾肭等配制的“逆风火药”

;分别加入青黛、铅粉、紫粉、木煤后,配制成能发出青烟、白烟、紫烟、黑烟等报警火药。

在《武备志》稍后,公元1637年出版的《天工开物》中的《佳兵篇》所载的《火药料》中,把其区分为直击的火药和横击的火药,相当于发射和爆炸的概念。

说直击的火药是硝九、磺一的比率,横击的火药是硝七、磺三的比率。

这说明,这时的火药成份已较单纯,人们对发射用火药和爆炸用的火药的组配规律,已经确实地掌握了。

明代火药的配制工艺也有了极大的进步,其主要包括对原料的精选、提炼及配制、检验等方面。

硝是配制火药的主要原料,它的纯度对火药威力的影响很大。

明代制硝的工艺流程分为三步。

第一步是将天然硝石放在没有杂质的淡水中溶解,把其中的泥沙等颗粒性杂质沉淀并剔除。

第二步是用一定数量的鸡蛋清、红箩卜等吸附物放入硝溶液中多次煮沸,吸附其中的渣滓及盐碱等成份,然后用笊篱将吸附物捞出。

第三步是将水胶放入硝液中再次煮沸,尔后将硝液倒入瓷瓮中冷却凝固,使废水浮在瓮上,泥末沉于瓮底,纯硝居于中央,最后去水除渣,取出纯硝晒干。

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”
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