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TECHNOLOGIEGESCHICHTE, TECHNOLOGIE, OBJEKTE UM UNS
Pulver. Geschichte der Erfindung und Produktion
Verzeichnis / Die Geschichte der Technik, Technik, Objekte um uns herum Schießpulver ist eine feste Mehrkomponenten-Sprengstoffmischung, die in parallelen Schichten ohne Zugang zu Sauerstoff von außen gleichmäßig verbrennen kann und dabei eine große Menge thermischer Energie und gasförmiger Produkte freisetzt, die zum Abwerfen von Projektilen, zum Antreiben von Raketen und für andere Zwecke verwendet werden. Schießpulver gehört zur Klasse der Treibsprengstoffe. Die Erfindung des Schießpulvers und seine Verbreitung in Europa hatten enorme Folgen für die gesamte nachfolgende Menschheitsgeschichte. Obwohl die Europäer die letzten zivilisierten Völker waren, die lernten, wie man diese explosive Mischung herstellt, waren sie es, die den größten praktischen Nutzen aus seiner Entdeckung ziehen konnten. Die rasante Entwicklung der Schusswaffen und die Revolution im Militärwesen waren die ersten Folgen der Verbreitung des Schießpulvers. Dies wiederum führte zu tiefgreifenden gesellschaftlichen Veränderungen: Die in Rüstungen gekleideten Ritter und ihre uneinnehmbaren Burgen waren machtlos gegen das Feuer von Kanonen und Arkebusen.
Der feudalen Gesellschaft wurde ein Schlag versetzt, von dem sie sich nicht mehr erholen konnte. In kurzer Zeit überwanden viele europäische Mächte die feudale Zersplitterung und verwandelten sich in mächtige Zentralstaaten. Es gibt wenige Erfindungen in der Geschichte der Technik, die zu solch grandiosen und weitreichenden Veränderungen führen würden. Bevor Schießpulver im Westen bekannt wurde, hatte es im Osten bereits eine lange Geschichte und wurde von den Chinesen erfunden. Salpeter ist der wichtigste Bestandteil von Schießpulver. In einigen Gebieten Chinas wurde es in seiner ursprünglichen Form gefunden und sah aus wie Schneeflocken, die den Boden puderten. Später wurde entdeckt, dass Salpeter in Gebieten gebildet wird, die reich an Alkalien und zerfallenden (stickstoffliefernden) Stoffen sind. Beim Anzünden eines Feuers konnten die Chinesen Blitze beobachten, die beim Verbrennen von Salpeter mit Kohle entstanden. Die Eigenschaften des Salpeters wurden erstmals von dem chinesischen Arzt Tao Hong-jing beschrieben, der um die Wende vom XNUMX. zum XNUMX. Jahrhundert lebte. Seit dieser Zeit wird es als Inhaltsstoff in einigen Arzneimitteln verwendet. Alchemisten verwendeten es oft bei ihren Experimenten. Im XNUMX. Jahrhundert bereitete einer von ihnen, Sun Si-miao, eine Mischung aus Schwefel und Salpeter zu und fügte ihnen einige Anteile des Robinienbaums hinzu. Beim Erhitzen dieser Mischung in einem Tiegel erhielt er plötzlich einen heftigen Flammenblitz. Er beschrieb diese Erfahrung in seiner Abhandlung Dan Ching. Es wird angenommen, dass Sun Si-miao eine der ersten Proben von Schießpulver präparierte, die jedoch noch keine starke Sprengwirkung hatte. Später wurde die Zusammensetzung des Schießpulvers von anderen Alchemisten verbessert, die experimentell seine drei Hauptbestandteile feststellten: Kohle, Schwefel und Kaliumnitrat.
Die mittelalterlichen Chinesen konnten wissenschaftlich nicht erklären, welche Art von explosiver Reaktion auftritt, wenn Schießpulver gezündet wird, aber sie lernten bald, es für militärische Zwecke zu verwenden. Zwar hatte das Schießpulver in ihrem Leben keineswegs den revolutionären Einfluss, den es später auf die europäische Gesellschaft hatte. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass die Meister seit langem eine Pulvermischung aus unraffinierten Komponenten herstellen. In der Zwischenzeit ergaben roher Salpeter und Schwefel, die Fremdverunreinigungen enthielten, keine starke Sprengwirkung. Schießpulver wurde mehrere Jahrhunderte lang ausschließlich als Brandmittel verwendet. Später, als sich seine Qualität verbesserte, wurde Schießpulver als Sprengstoff bei der Herstellung von Landminen, Handgranaten und Sprengstoffen verwendet. Aber auch danach ahnten sie lange Zeit nicht, die Kraft der beim Verbrennen von Schießpulver entstehenden Gase zum Werfen von Kugeln oder Kernen zu nutzen. Erst im XII-XIII Jahrhundert begannen die Chinesen, Waffen einzusetzen, die Schusswaffen sehr vage ähnelten, aber sie erfanden Feuerwerkskörper und Raketen. Die Araber und Mongolen lernten das Geheimnis des Schießpulvers von den Chinesen. Im ersten Drittel des 1220. Jahrhunderts erlangten die Araber große Fähigkeiten in der Pyrotechnik. Sie verwendeten Salpeter in vielen Verbindungen, mischten ihn mit Schwefel und Kohle, fügten andere Komponenten hinzu und machten Feuerwerke von erstaunlicher Schönheit. Von den Arabern wurde die Zusammensetzung der Pulvermischung den europäischen Alchemisten bekannt. Einer von ihnen, Mark der Grieche, schrieb bereits 6 in seiner Abhandlung ein Rezept für Schießpulver nieder. 1 Teile Salpeter auf 1 Teil Schwefel und XNUMX Teil Kohle. Später schrieb Roger Bacon ziemlich genau über die Zusammensetzung von Schießpulver. Es vergingen jedoch etwa hundert Jahre, bis dieses Rezept kein Geheimnis mehr war. Diese zweite Entdeckung des Schießpulvers ist mit dem Namen eines anderen Alchemisten, des Freiburger Mönchs Berthold Schwartz, verbunden. Einmal fing er an, eine zerkleinerte Mischung aus Salpeter, Schwefel und Kohle in einem Mörser zu mahlen, wodurch eine Explosion entstand, die Bertholds Bart versengte. Dieses oder ein anderes Erlebnis brachte Berthold auf die Idee, die Kraft von Pulvergasen zum Werfen von Steinen zu nutzen. Es wird angenommen, dass er eines der ersten Artilleriegeschütze in Europa hergestellt hat. Um das Funktionsprinzip von Schusswaffen zu verstehen, muss man sich zumindest allgemein vorstellen, welche chemischen Reaktionen in der Pulvermasse ablaufen. Wenn das Pulver gut gemischt und richtig zubereitet war, reichte ein Funke, um es zu entzünden. Tatsache ist, dass Salpeter beim Erhitzen über 300 Grad begann, seinen Sauerstoff freizusetzen und ihn an damit vermischte Substanzen abgab, dh er oxidierte oder verbrannte. Kohle in Schießpulver spielte die Rolle des Brennstoffs und lieferte das erforderliche Volumen an gasförmigen Hochtemperaturprodukten. In Anbetracht dessen bildeten Salpeter und Kohle für sich genommen bereits einen Sprengstoff. Schwefel wurde hinzugefügt, weil er zur Bildung von mehr Hitze beitrug und die Zündung von Schießpulver erleichterte (Schwefel entzündete sich bereits bei 250 Grad und Kohle erst bei 350 Grad). Sobald in irgendeinem Teil dieser Mischung Feuer auftauchte, breitete sich die Verbrennung mit außerordentlicher Geschwindigkeit aus, weil sie, einmal begonnen, nicht mehr Luft benötigte und eine große Menge Gase mit hoher Temperatur bildete. Gase breiteten sich mit großer Kraft in alle Richtungen aus und bildeten eine explosive Wirkung. Somit breitet sich die Verbrennung sowohl innerhalb des Gemisches als auch über seine Oberfläche gleichmäßig aus. Die Reaktion, die bei der Verbrennung von Schießpulver auftritt, kann ungefähr durch die folgende Formel beschrieben werden:
wobei K2S der feste Verbrennungsrückstand ist und CO2 und N2 Gase sind. Die klassische Zusammensetzung von Schießpulver: Salpeter - 75%, Kohle - 15%, Schwefel - 10%. Diese Zusammensetzung ergab die höchste Gasausbeute. Aber auch hier zirkulierten nur etwa 40 % der Pulvermasse in ihnen. Der Rest waren feste Verbrennungsprodukte. Sie wurden in Form von Ruß abgelagert oder beim Abfeuern in Form von dicken Rauchwolken herausgezogen. Schon bald nach der Entdeckung von Berthold Schwartz war Schießpulver weit verbreitet und wurde in den entlegensten Winkeln Europas hergestellt. Jede der Komponenten der Mischung erforderte eine spezielle Vorbereitung. Kohle für Schießpulver wurde durch Verbrennen eines Erlenbaums in speziellen Eisenretorten ohne Luftzugang gewonnen. Nativer Schwefel wurde durch Schmelzen von Verunreinigungen befreit. Salpeter wurde einige Zeit aus dem Osten importiert. Dann entdeckten sie, dass es künstlich gewonnen werden kann, wenn die entsprechenden Bedingungen geschaffen werden. Seit Ende des XNUMX. Jahrhunderts hat sich die Salpeterproduktion in Italien und Deutschland etabliert. Es wurde aus Kellerwänden gewonnen, die zuvor mit einer Salpeterlösung befeuchtet wurden, oder aus Rohren, die mit Weinstein, Kalk, Salz und Urin von Weintrinkern gefüllt waren. Der erhaltene Salpeter wurde mit Wein und Essig gefällt. Es war das teuerste Bauteil. Deshalb versuchten sie, Salpeter auch aus verdorbenem, eingeweichtem Schießpulver zu extrahieren. Dazu wurde Schießpulver in Essig gekocht. Dabei schwamm Kohle auf, Schwefel fiel aus und Salpeter löste sich auf. Dann wurde aus der Lösung eingedampft. Die Qualität des Schießpulvers hing weitgehend davon ab, wie vollständig und gleichmäßig die Mischung seiner Bestandteile erfolgte. Damit sich die Substanzen besser vermischen, wurden sie stark gemahlen. Schießpulver war ursprünglich ein feines mehliges Pulver. Es war unpraktisch, es zu verwenden, da beim Laden von Waffen und Arquebussen der Pulverbrei an den Wänden des Laufs haftete. Schließlich wurde festgestellt, dass Pulver in Form von Klumpen viel bequemer war - es ließ sich leicht laden und gab beim Entzünden mehr Gase ab (2 Pfund Pulver in Klumpen ergaben eine größere Wirkung als 3 Pfund in Brei). Im ersten Viertel des XNUMX. Jahrhunderts begannen sie der Einfachheit halber, Kornschießpulver zu verwenden, das durch Walzen von Pulverbrei (mit Alkohol und anderen Verunreinigungen) zu Teig gewonnen wurde, der dann durch ein Sieb passiert wurde. Damit die Körner beim Transport nicht ausfransen, lernten sie, sie zu polieren. Dazu wurden sie in eine spezielle Trommel gegeben, bei deren Schleudern die Körner aufeinander trafen, aneinander rieben und verdichtet wurden. Nach der Verarbeitung wurde ihre Oberfläche glatt und glänzend. Autor: Ryzhov K.V.
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