火柴的发明科普知识

2022-10-14 科普知识

　　火柴是根据物体摩擦生热的原理，利用强氧化剂和还原剂的化学活性，制造出的一种能摩擦发火的取火工具。下面是小编为大家整理的火柴的发明科普知识，仅供参考，欢迎阅读。

　　学会取火是人类文明的重大进步。过去人们的取火方法大体有四种：磨擦法、打击法、压榨法和光学发火法。这当中，最早出现的是磨擦发火和打击发火法。中国古代传说中有燧人氏教人钻木取火的故事，所谓钻木取火，就是用一根木棒立在另一块木块上用力旋转，使它磨擦生热而发火的做法。

　　在太古时代，主要是用燧石互相打击而取火。到有了钢铁之后，人们便改用铁块和打火石碰撞的取火法了。

　　比较科学的取火方法是18世纪末在罗马出现的。那时有人用一根一米多长的大木棒，在其顶端涂上浓氯酸钾、糖和树胶的混合物，当人们要使用火时，就把大棒的顶端伸进一个盛有硫酸溶液的器皿里，使二者相遇发生化学反应而燃烧。这便是火柴的雏形。

　　1827年，英国化学家约翰·沃克发明了与现代火柴相近似的引火棍。而这个发明也是很偶然的。有一天，沃克正在集中精力试制一种枪上用的发火药。方法是把金属锑和钾碱混合在一起，然后用一根棍搅拌。这样，棍的一端便粘上了金属锑和钾碱的混合物。后来，他想把粘在木棍上的混合物在地上磨掉，以便再利用这根棍来搅拌新配的混合物。然而，正当他把木棍在地上使劲磨擦时，突然“扑”的一声冒出了火苗，木棍燃烧起来了。

　　这个发现使沃克非常高兴。他想：如果能利用自己发现的办法制造引火物，那对人们取火将是多么方便啊！于是，他开始参照自己发现的办法研制火柴了。1827年4月7日，约翰·沃克制作的第一盒火柴出售了。他的火柴84根为一盒，售价一先令。火柴盒的一端贴有一小片砂纸，把火柴头夹在砂纸中间，向外一拉，火柴便点燃了。从此，火柴便在全世界得到了普及。

　　1830年又出现了黄磷火柴，这种火柴一经磨擦即可引燃，但容易出危险，而且它的烟有毒。1835年，又有人发明了安全无害的赤磷火柴。到1848年，德国人又发明了今天通用的安全火柴。火柴的发明，为人类用火提供了极大的方便。

　　发展历程

　　《资治通鉴》中记载：“陈宣帝太建九年，齐后妃贫苦，至以卖烛为业。”元末明初学者陶宗仪的《辍耕录》中的《发烛》条说：“杭人削松木为小片，其薄如纸，熔硫磺涂木片顶端分许，名曰发烛，又曰粹儿，盖以发火及代灯烛用也。史载周建德六年，齐后妃贫者以发烛为生，岂即杭人之所制矣。”文中的发烛就是原始的火柴。

　　北宋人陶谷的《清异录》说：“夜有急，苦于作灯之缓。有智者，批杉条染硫磺，置之待用，一与火遇，得焰穗然。既神之，呼引光奴。今遂有货者，易名火寸。”这是说当时民间百姓非常流行用一种涂上硫磺的杉木条引火，这也说明了原始的火柴，应该是在《清异录》成书年代之前就已经发明，也就是公元950年前。据一则重要史料记载：“汉淮南王招致方术之士，延八公等撰《鸿宝万毕方》，法烛是其一也，余非民所急，故不行于世，然则法烛之起，自刘安始也。”这里的法烛就是后来说的发烛，都是火柴的前身。按照高承的记述，我们可得知，原始的火柴是在公元2世纪，由早期的炼丹家所发明的。我们也知道硫磺是炼丹家的主要药物，所以说他们发明原始火柴更加合理。

　　但根据记载当前认为最早的火柴是在公元577年发明的，当时是南北朝时期，战事四起，北齐腹背受敌，物资短缺，尤其是缺少火种，做饭都成问题。当时后妃和一班宫女将硫磺沾在小木棒上，借助于火种或火刀火石，能很方便地把“阴火”引发为“阳火”。这可视为当前记载中原始的火柴。到了南宋时期，杭州的大小街道上，已经到处都有出售火柴的小贩。陶宗仪《辍耕录》载：“杭人削松木为小片，其薄如纸，鎔磺涂木片顶分许，名曰发烛，又曰焠儿。盖以发火及代烛也”。950年前后，陶谷在《清异录》一书中提到，夜里有急事而又要花不少时间做灯。有一位聪明人用松木条浸染硫磺，贮存起来备用。与火一接触，就会燃烧起来。可得小火焰如同谷穗。这种神奇之物，当时称为引光奴。后来，它成为商品时，便更名为火寸条。可说这已经是早期的火柴了，但当时朝廷没有注意和重视。

　　在欧洲，火柴出现于古罗马时期。当时一些小贩，将木柴浸泡在硫磺中出售。这种被浸泡在硫磺中的木柴本身并不起火，而是可以用来引火。人们用铁块撞击火石，让溅出的火星落在这些木柴上，就能获得火种。到了中世纪时期，欧洲人又用芦苇取代了木柴，成为引火的材料。欧洲最早的火柴也是用硫磺制成的，许多研究者认为，这项发明很可能是由欧洲旅游者直接从中国带回的。马可波罗时期，中国早期的火柴技术传入欧洲，后来欧洲人就在这个基础上不断改进一度被中国人称为“洋火”的火柴。

　　1669年，德国人H.布兰德提炼出了黄磷。人们利用黄磷极易氧化发火这一特性，在小木棒一端沾上硫磺，然后再沾黄磷而发光。

　　1805年，法国人钱斯尔将氯酸钾和糖用树胶粘在小木棒上，浸沾硫酸而发火。

　　1816年，法国巴黎的F.德鲁森制成了黄磷火柴，1828年，英国伦敦的S. 琼斯制成了普鲁米辛火柴，接著巴黎人G. E. 梅凯尔和奥地利人J.西格尔等人发明了无磷火柴。为了增加火柴的稳定性和易燃性，法国人C.索利亚利用白磷和黄磷作为配方，于1831年革新了火柴配方的设计。

　　“洋火”借着摩擦生火，而发明这种火柴的人是英国的沃克，他在1826年利用树胶和水制成了膏状的硫化锑和氯化钾，涂在火柴梗上并夹在砂纸上拉动便产生火。他把氯酸钾和三硫化锑用树胶粘在小木棒端部作药头，装在盒内，盒侧面粘有砂纸。手持小木棒将药头在砂纸上用力擦划，能发火燃烧。这是最早具有实用价值的火柴。

　　剧烈燃烧的瞬间

　　1830年，法国的索利亚和德国的坎默洛对火柴进行了革新，用黄磷、硫磺和氯酸钾混合原料制成现代的火柴。1831年，法国人C.索里亚以黄磷代替三硫化锑掺入药头中，制成黄磷火柴。这种火柴使用方便，但发火太灵敏，容易引起火灾，而且在制造和使用过程中，因黄磷有剧毒，严重危害人们的健康。

　　1845年，奥地利化学家A.施勒特尔研制出赤磷（也称红磷），它是黄磷的同素异形体，采用赤磷作为火柴头，性能比较稳定，且无毒。1855年，瑞典人J.E.伦德斯特伦创制出一种新型火柴，它是将氯酸钾和硫磺等混合物粘在火柴梗上，而将赤磷药料涂在火柴盒侧面。使用时，将火柴药头在磷层上轻轻擦划，即能发火。由于把强氧化剂和强还原剂分开，大大增强了生产和使用中的安全性，称之为安全火柴，应用广泛。

　　1898年，法国人H.塞弗纳和E.D.卡昂以三硫化四磷取代黄磷制成火柴，称为硫化磷火柴。这种火柴与黄磷火柴一样随处可以擦燃而没有黄磷的毒性，但仍不如安全火柴安全。19世纪末，发现利用白磷做火柴的工厂工人，易罹患一种磷毒性颌疽症的疾病，1898年，法国政府火柴专卖公司提出了三硫化二磷用于火柴制作的专利后，白磷火柴被视为一种违法的产品。

　　二十世纪初，现代火柴传入中国，被称为洋火、番火等。例如台湾话仍称「番仔火」。

　　制造方法

　　通常制法：一方面采用易燃的木材做成小棒（称火柴梗），在其一端蘸以蜡油和含氯酸钾的药料（称火柴头），制成火柴；另一方面在包装盒上涂以含赤磷,白磷的磷面。使用时，将火柴在磷面上擦划，即能引燃，极为方便。

　　分类：火柴可分为日用安全火柴、普通火柴、高档火柴和各种各样的特种火柴。

　　制造工艺的一般过程主要有：锯木、剥树皮、旋片、切梗、烘干；筛选、理梗、排梗、沾油、药浆调制、沾药、烘干、卸梗、旋盒片、切盒片、糊盒、烘干；套盒（纸盒为：印刷、压痕、分切、糊盒、套盒）、装盒、磷浆调制、刷磷、包封、装箱。

　　火柴设备品种、型号繁多，大体分六大类：

　　（1）原木分解设备；

　　（2）梗枝制造设备；

　　（3）梗枝处理设备；

　　（4）火柴（头梗）制造设备；

　　（5）盒子制造设备；

　　（6）火柴包装设备。