第8章 湿法黑火药

火药作坊的建设持续了大半个月，期间不断有新的教徒加入。

到了搭建提纯的炉灶时，司马枫把石天佑要了过来帮忙。

整个火药作坊的院子里，司马枫分成了独立的4个区域，每个区域又用砖墙进行了隔断。

第一个区域是烧炭、提纯硝石和硫磺的，这里要用到火，所以与其他三个区域隔的最远。

第二个区域是用来配制火药的；第三个区域专门用来阴干火药；最里面一个区域是他自己的实验区。

各个区域里面都是竹木结构的工棚，顶上盖着棕榈树叶。

各个工棚都只有两面墙，一方面是为了减少建造所需的工时，另一方面也是为了万一发生火灾或爆炸便于人员脱逃。

火药作坊还在建设的过程中，铁匠铺那边已经开始了火炮的浇铸。

为了保证铸造的精准，石玉成使用的是失蜡法。

在石玉成的指挥下，木工先用木头制作了木质的大炮。然后把它放入沙箱内，填入型砂并紧实、刮平，砂型造完取出磨具浇入蜜蜡。

待蜜蜡冷却后，取出蜜蜡对蜜蜡模型进行雕刻精细修整。

再用石灰三合土填充泥芯并敷成外范，加热烘烤后，蜡膜全部熔化流失，使整个铸件模型变成空壳。

最后再往里面浇筑铁水形成火炮。

失蜡法费工费时，最大的好处是成品尺寸基本和蜡模一致，纂刻的字迹都清晰可见笔锋；更不用说是引线孔了。

铁匠铺在铸炮，而火药作坊里司马枫也开始了造火药。

黑火药所需的材料实际就硝石、硫磺和木炭。

这三样中最简单容易的材料就是木炭，但为了保证炭的品质，司马枫决定自己烧制，所以就要了青麻杆。

其实也不是其他的木炭不行。主要是青麻杆制成的炭内部缝隙比较多，便于湿法配制的过程中硝酸钾的渗入。

炭的制作比较简单，把青麻杆放入密闭的陶罐中烧制就可以了。

硫磺是天然矿物单质，处理起来也不复杂。

先把买来的硫磺直接放入锅中加热，过程中不断搅拌。

在硫磺完全融化后，盖上一个带竹管的锅盖。把硫磺蒸汽通入水中，让硫磺降温冷却凝固就完成了提纯。

黑火药原料提纯最复杂的是硝石。因为天然硝石，往往混合着大量杂质和其他化合物。

提纯硝石第一步，要把它敲碎与草木灰混合，放在大锅中加水溶解，然后再烧火加热。

硝酸钾易溶于水，而杂质中常见的碳酸钙、碳酸镁难溶于水。

将水溶液过滤，就可以去除碳酸钙和其他不溶性物质。

第二步处理是去除水溶液里的钠离子。

从20度到90度，硝酸钾溶解度变化有4倍之多，而硝酸钠的溶解度不到1倍。

把含有将硝酸钾\/硝酸钠水溶解煮沸，使其趋近饱和。

在降温冷却的过程中，有大量的硝酸钾先结晶析出；当然也会有硝酸钠结晶，同时析出只是比例要少很多。

而要解决这个问题，就要多次重复进行第二步。

进行多次的溶解—加热—冷却—过滤过程，就能持续提高硝酸钾的纯度。

依靠这个办法，可以得到相对比较纯净的硝酸钾。

因此古代制作火药，最重要的一步就是“熬硝”。

有句俗语:“熬硝千日，不抵将军一炮。”

这一句话点破古代火药制作中的门道。

由于古代工匠生产硝酸钾，完全凭自己的感觉和经验。

缺乏理论知识的指导，因此是知其然不知其所以然。

再者就是熬硝的方法提纯硝酸钾，要通过多次反复溶解—加热—冷却—过滤。

工序繁琐，耗时耗钱，最终得到的成品反而越来越少。

因此就有人减少提纯的次数，生产出含有大量硝酸钠的硝酸钾。

而这两样东西长的都差不多，肉眼完全无法区分。

可硝酸钠吸水性很好，因此含有过量硝酸钠的火药，很容易受潮粘连成团。

严重影响火药燃烧、爆炸的效果。

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火药所需原料提纯完毕后，下一步就是配合。

一硝、二硫、三木炭的配比在十六两制下的16:2:3，已和理论最优的值比非常接近了。

但在实际操作中，最大的问题是这三者材料密度不同，很难绝对的混合均匀。

这对于开了“天眼”的司马枫来说，根本不是问题。

在配置的区域，他采用了湿法造粒工艺，来制作黑火药。

湿法工艺可以极大的降低配置中的危险性，同时还能改善混合均匀性的问题。

这个过程，首先把经过提纯的硝酸钾加入适量的水，将硝酸钾调制成糊状。

再加入粉碎后的硫磺粉、木炭粉和少量的面粉。

没错就是吃的面粉，其实加入鸡蛋和白糖效果会更好，只是条件有限就从简了。

这些加进来的物质主要是为了造粒和助燃，有粘性且能量密度高的物质都合适。

接下来就是把调制成糊状的混合物，通过竹筛进行造粒，形成颗粒状的黑火药。

最后这些颗粒状的火药，放入第三个区域进行阴干就可以了。

黑火药的颗粒化是提高威力的一大关键工艺。

它不仅避免了火药后期在运输中，三种不同比例原料的分离。

它还降低了火药的燃烧速度，保证了弹丸在膛内全程都有火药的助推。

提高了出膛速度的同时，避免了火药急速燃烧导致的爆膛。

实际上还可以通过调整颗粒的大小，让火药适用不同的枪炮，达到枪炮威力的最大化。

首批的火药制作好了以后，司马枫找来了一个竹筒，里面装满了炸药。

点燃引线后赶忙跑开。“轰”的一声巨响，半个村子都给惊动了。

在铁匠坊的石玉成、石天佑听到动静后，马上明白了怎么回事。赶紧叫铁匠坊里的众人出去拦住其他好奇的教徒。

二人则快速跑到司马枫刚才实验的地方，查看爆炸的情况。

看到地上有一个成人脚大的坑，石玉成问道：“枫儿，你这用了多少炸药啊？动静怎么这么大！”

“小枫，你这火药也太厉害了吧！”石天启说道。