화약이란 무엇입니까?

화약이 무엇인지, 어떻게 발명되었는지, 그리고 그 결과에 대해 설명합니다. 화약의 종류, 성분 및 용도.


화약은 역사상 최초의 폭발물입니다.

화약이란 무엇입니까?

화약은 폭연 특성을 지닌 물질의 혼합물 입니다 . 폭연이란 화염을 발생시키는 급속 연소(급속 산화)의 일종으로, 열확산(온도 변화로 인해 입자가 이동하는 현상)에 의해 천천히(일반적인 연소보다 빠르지만 ) 확산 되는 현상 이다 .

폭연은 음속 (343.2m/s) 보다 느린 속도로 발생하는 아음속 폭발입니다 . 반면에 초음속 폭발(폭발)이 있는데, 이는 충격파 , 즉 소리보다 빠르게 이동하고 화학 반응 의 흔적을 남기는 압력파를 생성합니다 .

화약에는 여러 종류가 있지만 일반적으로 그 이름으로 역사상 최초의 폭발물인 흑색 화약을 가리킵니다 . 오늘날에는 연기 발생이 적고 성능이 뛰어난 다른 형태도 있습니다. 그 이유는 이를 특징으로 하는 화학 연소 반응의 유형이 훨씬 더 잘 알려져 있기 때문입니다 .

참조: 합금

화약의 발명

역설적이게도 화약은 중국에서 발명되었지만 도교가 불멸의 물약을 찾으려는 우연한 결과였습니다. 질산 칼륨(KNO 3 )과 질산나트륨(NaNO 3 )의 혼합물 )의 연소와 서기 492년 중국 연금술 문헌 의 황에 관한 다양한 이론 . C.는 이를 정화 물질 (따라서 이름: 병음 , “화재 약”) 로 제안했지만 , 실제로 차이를 만든 것은 발화 특성이었습니다.

몽골과의 싸움에서 중국군은 로켓, 폭탄, 원시적인 화염방사기 등의 총기를 사용했는데, 이들 중 다수는 승리한 몽골의 손에 넘어갔고, 결국에는 중동과 유럽의 다른 민족들에게도 전해 졌습니다 . 서양인들이 총기를 들고 다니는 몽골군과 맞붙은 첫 번째 전투는 모히 전투(1241)로, 헝가리 왕국은 타타르족과 몽골족 침략자들에게 패했다.

화약 발견의 결과


역사상 최초의 대포는 1260년 오스만 제국의 맘루크에 의해 사용되었습니다.
화약의 발견은 인류 의 군사 기술을 영원히 바꾸어 세상에 새로운 힘 의 균형을 가져다 줄 것입니다. 왜냐하면 화약으로 무장한 군대는 근접 무기로 무장한 군대보다 훨씬 더 효과적이었고 화살보다 훨씬 더 큰 피해를 입힐 수 있었기 때문입니다. 창 및 기타 투척 무기.

실제로 화약과 폭발물의 사용으로 인해 대포, 폭파 부대, 폭탄, 지뢰, 거대하고 다양한 소총과 권총 무기고와 같은 완전히 새로운 범위의 전쟁 도구가 출현할 수 있었습니다 . 예를 들어, 역사상 최초의 대포는 1260년 Ain Jalut 전투에서 오스만 맘루크에 의해 사용되었습니다.

화약의 종류

화약의 종류는 다음과 같습니다.

  • 흑색 화약. 가장 오래되고 최초로 발명된 것입니다. 일반적으로 화약이라고 하면 흑색화약을 가리킨다. 빠르고 강력한 반응을 보이며 많은 연기를 발생시킵니다. 반응 후 총기 덕트에 잔류물이 많이 남아 성능 저하가 발생했습니다.
  • 갈색 화약. 1880년에 적색 석탄과 더 많은 양의 초석을 사용하여 발명된 이 방법은 연소 속도를 늦추고 부식성 잔류물을 줄였습니다. 그러나 얼마 지나지 않아 하얀 가루가 나오기 때문에 많이 사용되지는 않았다.
  • 백색 분말. 무연 화약 또는 열산화 화약이라고도 하며 연소로 인해 대부분 기체 성분(니트로셀룰로오스의 생성물)을 함유하고 있어 흑색 화약과 같은 양의 잔류물을 남기지 않습니다. 그 때문에 총기로 대체되었습니다. 무연화약이라고 하면 폭발 시 연기가 전혀 발생하지 않는다는 뜻은 아니지만, 흑색화약을 사용할 때보다 훨씬 적은 양이다.
  • 플래시 화약. 최근에 발명된 이 제품은 연소 시 산화되어 더 많은 양의 빛을 생성하는 알루미늄 첨가제가 포함되어 있기 때문에 원시 사진 (따라서 이름) 에 필요한 빛을 생성하기 위해 만들어졌습니다 .

화약의 화학적 조성

화약의 종류에 따라 화약의 성분이 달라집니다. 또한, 화약의 조성은 제조되는 국가에 따라 달라지는 경우가 많습니다. 즉, 동일한 종류의 화약이라도 제조하는 국가에 따라 성분의 비율이 다를 수 있습니다. 따라서 다양한 유형의 화약의 가장 인기있는 구성은 다음과 같습니다.

흑색 화약: 질산칼륨 75%, 탄소 15%, 황 10%.

갈색 또는 갈색 화약: 초석 78%, 적색 석탄 19%, 유황 39%.

백색분말(무연분말). 이는 매우 활동적인 물질, 주로 니트로셀룰로오스 또는 니트로글리세린과 혼합된 니트로셀룰로오스로 구성됩니다. 많은 유형이 있습니다:

  • 심플한 베이스. 니트로셀룰로오스로 구성
  • 더블베이스. 니트로셀룰로오스와 니트로글리세린으로 구성되어 있습니다.
  • 트리플 베이스. 니트로셀룰로오스, 니트로글리세린, 니트로구아니딘으로 구성됩니다.

플래시 화약. 가장 일반적인 변형 중 하나는 과염소산칼륨 또는 과망간산염과 분말 알루미늄으로 구성됩니다.

화약의 용도


화약을 사용하면 총기용 탄약을 만들 수 있습니다.
화약은 현재 다음 용도로 사용됩니다.

  • 총기, 대포, 폭탄, 지뢰 및 기타 호전적인 도구용 탄약을 제조합니다.
  • 축하 및 장식 목적으로 불꽃놀이 게임(불꽃놀이)을 제작합니다.
  • 건물 및 구조물 의 통제된 철거를 위한 기폭 장치 및 기타 장비를 제조합니다 .

화약의 중요성

화약은 세계에 혁명을 일으켰습니다. 이는 총기전의 새로운 시대를 열었고, 우리가 전쟁을 이해하는 방식을 영원히 바꿔 놓았습니다 . 더욱이, 이는 직접적인 무기 목적을 넘어 항공 산업에 영양을 공급하는 역할을 하는 폭발물 연구의 탄생을 가능하게 했습니다 .

화약 제조


화약의 연소는 과립의 크기에 직접적으로 의존합니다.
화약을 제조하려면 성분(초석, 숯, 유황)을 분쇄하고 균일하게 혼합해야 합니다 . 이 과정은 이전에는 손으로 수행했지만 나중에는 물을 동력으로 하는 프레스를 사용하여 기계화할 수 있습니다 . 연소는 과립의 크기에 직접적으로 영향을 받기 때문에 성분을 다소 미세한 분말로 분쇄해야 합니다.

이 혼합물에 대한 더 많은 지식이 습득됨에 따라 화약의 공정, 제조 방법 및 취급 방식이 변경되었습니다 . 예를 들어, 처음에는 혼합물을 제조 장소에서 사용 장소로 운송했는데, 이는 충격이나 온도 변화로 인한 폭발 위험이 있어 매우 위험했습니다. 그러나 나중에는 성분을 따로 운반하여 혼합물(화약)을 사용할 장소에서 혼합하기 시작했습니다.

또 다른 문제는 분쇄 과정에서 얻은 입자의 크기였습니다. 처음에는 입자가 매우 미세하여 혼합물에서 매우 뭉쳐졌습니다(예를 들어 밀가루 가루의 경우처럼 쌓였습니다). 이는 연소 속도가 느리고 고르지 않기 때문에 곡물 사이에 공기가 충분하지 않음을 의미합니다 .

이 문제를 해결하기 위해 균질한 페이스트를 얻기 위해 혼합물에 물을 첨가한 다음 건조하고 다양한 크기의 알갱이로 자릅니다. 그런 다음 체를 사용하여 알갱이를 크기별로 분리했습니다. 작은 알갱이는 소구경 무기(연소가 더 빠르기 때문에)에 사용되었고, 큰 알갱이는 대포와 같은 대구경 무기에 사용되었습니다.

예를 들어 흑색 화약은 15세기와 16세기 유럽 무기에서 너무 빨리 소비되었는데, 이는 흑색 화약이 균일하지만 더 큰 입자로 제조되기 시작한 또 다른 이유입니다.

현재 화약은 니트로셀룰로오스(일염기) 또는 니트로셀룰로오스와 니트로글리세린(이염기)으로 제조되는데, 이는 식물성 셀룰로오스를 질소화하고 용매로 처리하여 얇은 시트를 얻은 후 작은 조각으로 잘라서 건조시키는 과정을 거쳐 연소를 준비 합니다 . .

화약 위험

화약은 불꽃의 용도에도 불구하고 위험한 물질입니다. 입자 크기에 따라 불꽃, 마찰 또는 충격으로 인해 연소가 발생할 수 있으므로 특히 대량으로 취급할 때 주의가 필요합니다. 화약 폭발은 특히 통제할 수 없을 때 부상, 사망 및 재산 피해를 초래할 수 있습니다.

더욱이 연소 시 생성되지 않는 많은 성분은 자연을 오염시키기 때문에 화약을 남용하면 산성비 발생에 영향을 미치 거나 공기 질이 저하될 수 있습니다.

불꽃


불꽃은 평화로운 목적을 위해 중국인에 의해 발명되었습니다.
불꽃은 또한 몽골 침략자들을 격퇴하기 위해 총기를 발명해야 할 때까지 화약을 평화롭고 오락적인 목적으로 사용했던 중국인의 발명품 이기도 합니다. 오늘날에도 화약은 특히 연말과 같은 중요한 날짜에 이러한 목적으로 사용됩니다.

불꽃 장치는 일반적으로 화약과 특정 색상, 소음 및 연기를 생성하는 기타 물질 의 혼합물로 구성됩니다 . 예를 들어, 불꽃놀이의 색상은 염의 존재에 의해 생성되며, 염의 양이온에 따라 특정 색상을 갖게 됩니다.

  • 노란색. 나트륨염(Na).
  • 주황색. 철염(Fe).
  • 녹색. 구리염(Cu).
  • 빨간색. 스트론튬염(Sr).
  • 하얀색. 알루미늄(Al) 및 마그네슘(Mg) 염.
  • 애플 그린. 바륨염(Ba).
  • 부드러운 빨간색. 리튬염(Li).

그러나 구조 또는 신호 임무뿐만 아니라 우박 퇴치 또는 특정 공간 조명에 사용되는 조명탄 과 같은 특수한 형태의 불꽃도 있습니다 .

총기

총기의 발명은 화약의 발견 없이는 불가능했을 것이며, 그 역사는 10~11세기 중국 왕조로 거슬러 올라갑니다 . 중국 왕조는 철로 강화된 대나무 파이프를 개조하여 몽골 침략자들에게 금속 조각을 발사했습니다. 이전에 그들은 이미 폭탄, 로켓, 화염방사기와 같은 상당수의 유사한 무기를 개발했습니다.

총기는 다음 세기에 걸쳐 서부에 도달했으며 , 15세기 미국 침공의 경우처럼 유럽 국가들이 다른 적국에 비해 우위를 점할 수 있게 해주었습니다 . 그 이후로 이 제품의 개발과 개선은 중단되지 않았으며 전 세계의 전쟁 분쟁에서도 사용되지 않았습니다.

또한 작업을 용이하게하고 더 넓은 사격 거리를 허용하기 때문에 사냥과 표적 사격의 스포츠 분야 에서 사용됩니다.

인류 역사상 총기만큼 치명적인 발명품이 있어서는 안 됩니다.