科学家确定20多个不同的中世纪火药配方 揭示出完美火药的演变过程

2021年09月25日 11:37 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据外媒报道,火药在公元900年左右首次在中国被用于战斗,到13世纪末传遍了整个欧亚大陆,最终作为火器和大炮的推进剂彻底改变了战争。与此同时,枪炮大师们也在修补火药的配方,试图找到理想的混合物。现在,研究人员在《ACS Omega》杂志上报告说,他们重新制作了中世纪的火药配方,并分析了燃烧过程中释放的能量,揭示出完美火药的演变是一个缓慢的、反复试验的过程。

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尽管在现代武器中基本上已经过时,但火药(也被称为黑火药)仍然被用于历史上的武器、烟花和爆破技术。这种炸药是由不同比例的硝酸钾(或"硝石")、硫磺和炭组合而成。中世纪的配方有时包括有趣的添加剂,如樟脑、清漆或白兰地,目的不明确。Dawn Riegner、Cliff Rogers以及他们的化学家和历史学家团队希望分析中世纪火药配方的能量学,以帮助了解火药大师在创造这些配方时的意图,并提供有关早期火药制造的重要技术信息。

为了做到这一点,研究人员从公元1336年至1449年的中世纪文献中确定了20多个火药配方。他们制备了这些火药,并使用差示扫描量热法和炸弹量热法测量了燃烧前和燃烧过程中释放的能量。他们还在西点军校的一个射击场使用15世纪早期投石机大炮的复制品测试了其中的几个配方。

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研究人员称,总的来说,在公元1338-1400年期间,硝石比例的增加,炭比例的减少,导致燃烧热降低,这可能为中世纪的炮手生产了更安全的配方。公元1400年后,硝石(最昂贵的成分)的比例略有下降,而硫磺和炭的比例则有所增加,提高了燃烧热,尽管没有最早的配方那么高。此外,某些添加剂,如樟脑和氯化铵的组合,似乎使火药更加坚固,而其他添加剂,如水或白兰地,没有显示出能量优势,但可能有其他目的。例如,它们可能使材料在运输或储存期间更加稳定。

尽管研究人员已经在实验室和射击场的有限实验中对火药进行了定性,但必须进行更多的实地工作,以评估哪种配方在历史背景下表现最好。

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