Công thức và công nghệ thuốc súng

Công nghệ sản xuất

 Edge-runner nhà máy trong một nhà máy phục hồi, Eleutherian Mills

Trong bữa ăn bột đen mạnh mẽ nhất, than gỗ được sử dụng. Gỗ tốt nhất cho mục đích này là Thái Bình Dương liễu, [65] nhưng những người khác như tống quán sủi hoặc cây hắc mai có thể được sử dụng. Ở Vương quốc Anh giữa 15 đến than thế kỷ 19 từ alder cây hắc mai đã được rất nhiều đánh giá cao để sản xuất thuốc súng; cottonwood được sử dụng bởi các nước châu Mỹ Confederate [66] Các thành phần được giảm kích thước hạt và trộn mật thiết như có thể. Nguyên đây là với vữa chày hoặc tương tự như hoạt động đóng dấu nhà máy, sử dụng đồng, bằng đồng hoặc không phát tia lửa vật liệu, cho đến khi được thay thế bởi nguyên tắc nghiền quay bóng không phát tia lửa bằng đồng hoặc chì. Lịch sử, một nhà máy đá cẩm thạch hoặc đá vôi cạnh Á hậu, chạy trên một chiếc giường đá vôi đã được sử dụng ở Anh, tuy nhiên, do AD giữa thế kỷ 19 này đã thay đổi cả con lăn một hòn đá sắt shod hoặc gang một bánh xe chạy trên một giường sắt. [67] Sự trộn lẫn được làm ẩm với rượu hoặc nước trong quá trình nghiền để ngăn chặn đánh lửa tình cờ.

Khoảng cuối thế kỷ 14, châu Âu powdermakers lần đầu tiên bắt đầu bổ sung thêm chất lỏng trong quá trình nghiền để cải thiện trộn, giảm bụi, và cùng với nó là nguy cơ nổ [68]. Các powdermakers sau đó sẽ hình dán kết quả của thuốc súng làm nản, được gọi là máy nghiền khô dầu, vào ngô, ngũ cốc, khô. Không chỉ corned bột giữ tốt hơn vì giảm diện tích bề mặt của nó, các pháo thủ cũng thấy rằng nó đã mạnh hơn và dễ dàng hơn để nạp vào súng. Trước khi dài, powdermakers tiêu chuẩn hóa quá trình bằng cách buộc máy nghiền khô dầu thông qua sàng thay vì bột corning bằng tay.

Cải thiện được dựa vào việc có một giảm diện tích bề mặt của một thành phần mật độ cao hơn. Vào đầu thế kỷ 19, mật độ đã được tăng thêm bằng tĩnh nhấn. Xúc bánh nghiền ẩm vào một hộp vuông hai chân, điều này đã được đặt dưới một nền báo chí vít và giảm khối lượng của nó 1/2. "Presscake" có độ cứng của đá phiến, tấm khô sau đó được phá vỡ bằng búa hoặc với con lăn, và các hạt được sắp xếp với sàng vào các lớp khác nhau. Tại Hoa Kỳ, Irénée du Pont, người đã học được thương mại từ Lavoisier, giảm các loại ngũ cốc khô trong thùng xoay quanh các cạnh và làm tăng độ bền của nó trong quá trình vận chuyển và xử lý.

Một tiến bộ khác là sản xuất than lò cất từ ​​gỗ sắt nóng cãi lại thay vì đốt cháy nó trong hố đất, kiểm soát nhiệt độ ảnh hưởng đến sức mạnh và nhất quán của thuốc súng đã hoàn thành. Vào năm 1863, để đáp ứng với giá cao cho xanpet Ấn Độ, DuPont nhà hóa học đã phát triển một quá trình sử dụng kali hoặc khai thác kali clorua để chuyển đổi nitrat natri phong phú Chile kali nitrat. [69]

Trong các nhà máy thế kỷ thuốc súng 18 ngày càng trở nên phụ thuộc vào năng lượng cơ học. [70] Mặc dù cơ giới hóa, khó khăn sản xuất liên quan đến kiểm soát độ ẩm, đặc biệt là trong cách nhấn, vẫn còn hiện diện trong cuối thế kỷ 19. Một bài báo từ 1885 than thở rằng "thuốc súng là một tinh thần thần kinh và nhạy cảm, trong quá trình hầu hết các sản xuất nó thay đổi dưới bàn tay của chúng tôi như những thay đổi thời tiết." Nhấn lần mật độ mong muốn có thể thay đổi theo từng yếu tố của ba tùy thuộc vào độ ẩm khí quyển. [71]
[Sửa]
Thành phần và đặc điểm

Bột hạn màu đen được đặt ra ở cuối thế kỷ 19, chủ yếu ở Hoa Kỳ, để phân biệt công thức thuốc súng trước từ bột không khói và không khói bán bột mới, trong trường hợp này không được gọi là chất nổ không khói. Semi-bột không khói đặc trưng số lượng lớn khối lượng tài sản xấp xỉ bột đen, nhưng đã giảm đáng kể lượng khói và các sản phẩm đốt cháy. Một sự khác biệt giữa chúng là cũ bỏng bột màu đen với tốc độ gần tương tự trong mở như khi chứa, trong khi trong không khói bột tỷ lệ bỏng tăng tốc nhanh hơn trong một buồng kín, làm cho tăng sắc nét hơn áp lực vũ khí vỡ có thể cũ thiết kế cho bột màu đen. Bột không khói thay đổi màu sắc từ màu nâu nhạt, màu vàng sang màu trắng. Hầu hết bột số lượng lớn bán không khói đã không còn được sản xuất vào những năm 1920. [72] [73] [74]

Bột đen là một hỗn hợp dạng hạt
nitrat, thường kali nitrat (KNO3), mà nguồn cung cấp oxy cho phản ứng;
than, cung cấp cacbon và các nhiên liệu khác cho phản ứng này, đơn giản hóa như carbon (C);
lưu huỳnh (S), trong đó, trong khi cũng phục vụ như là một loại nhiên liệu, làm giảm nhiệt độ cần thiết để đốt cháy hỗn hợp, do đó làm tăng tốc độ đốt cháy.

Kali Nitrat là thành phần quan trọng nhất trong các điều khoản của cả hai số lượng lớn và chức năng do quá trình đốt cháy giải phóng oxy từ kali nitrat, thúc đẩy việc đốt cháy nhanh chóng của các thành phần khác. [75] Để làm giảm khả năng gây cháy nổ ngẫu nhiên do tĩnh điện, các hạt bột màu đen hiện đại thường được phủ một lớp than chì, ngăn ngừa sự tích tụ của điện tích tĩnh điện.

Than không bao gồm cacbon tinh khiết, đúng hơn, nó bao gồm cellulose một phần pyrolyzed, trong đó gỗ không hoàn toàn phân hủy. Carbon khác từ than. Trong khi đó, nhiệt độ tự bốc cháy của than tương đối thấp, carbon là lớn hơn nhiều. Như vậy, thành phần bột màu đen có chứa cacbon tinh khiết sẽ đốt cháy tương tự như một cái đầu trận đấu, lúc tốt nhất [76].

Hiện nay tiêu chuẩn thành phần cho bột đen được sản xuất bởi pyrotechnicians đã được thông qua càng lâu trước đây như 1780. Tỷ lệ trọng lượng là 75% kali nitrat (được biết đến như xanpet hoặc hỏa tiêu), 15% than gỗ mềm, và lưu huỳnh 10%. [67] Những tỷ lệ này đã thay đổi qua nhiều thế kỷ và theo quốc gia, và có thể được thay đổi một chút tùy thuộc vào mục đích của bột. Ví dụ, điểm sức mạnh của bột màu đen, không phù hợp cho việc sử dụng trong vũ khí, nhưng đủ cho đá nổ mìn trong hoạt động khai thác đá, được gọi là nổ mìn bột thay vì thuốc súng với tỷ lệ tiêu chuẩn của nitrat 70%, than 14%, và 16% lưu huỳnh; powder nổ có thể được thực hiện với nitrat natri rẻ hơn thay thế cho kali nitrat và tỷ lệ có thể thấp như nitrate 40%, than 30%, và 30% lưu huỳnh. [77] Năm 1857 Lamont DuPont giải quyết vấn đề chính khi sử dụng công thức sodium nitrate rẻ hơn khi ông cấp bằng sáng chế DuPont "B" bột phun cát, sau khi các loại ngũ cốc sản xuất từ ​​bánh báo chí theo cách thông thường, bột được giảm với bụi than chì trong 12 giờ, tạo thành một lớp phủ trên từng hạt mà trong trường hợp này làm giảm khả năng của nó để chọn độ ẩm. 78]

Bột chiến tranh Pháp vào năm 1879 sử dụng xanpet tỷ lệ 75%, than 12,5%, 12,5% lưu huỳnh. English chiến tranh bột vào năm 1879 được sử dụng hỏa tiêu tỷ lệ 75%, than 15%, 10% lưu huỳnh. [79] Congreve Anh tên lửa sử dụng xanpet 62,4%, than đá 23,2% và 14,4% lưu huỳnh, nhưng thuốc súng Anh Mark VII đã được thay đổi đến 65 xanpet%, than 20% và 15% lưu huỳnh [cần dẫn nguồn] Lời giải thích cho sự đa dạng trong việc xây dựng liên quan đến việc sử dụng. Bột sử dụng cho tên lửa có thể sử dụng một tốc độ chậm hơn bỏng vì nó sẽ thúc đẩy đạn trong một thời gian dài hơn thời gian, trong khi đó bột để sử dụng trong các loại vũ khí như flintlocks, caplocks hoặc matchlocks cần một tỷ lệ bỏng cao hơn kể từ khi họ phải đẩy nhanh tiến độ đạn trong một ngắn hơn nhiều khoảng cách. Cannons thường được sử dụng bột tỷ lệ bỏng thấp hơn bởi vì hầu hết sẽ vỡ nếu bột cao hơn tỷ lệ bỏng được sử dụng.