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為什麽打火機先於火柴被發明?

打火機是壹種小型火器。現代打火機按使用的燃料可分為液體打火機和氣體打火機。按點火方式可分為火石打火機和電子打火機。

最原始的打火機來自火石步槍。裝有強力彈簧的扳機壹扣,碰到火石產生火花,點燃樹葉。

1823年,德國化學家貝貝琳娜在實驗室發現,氫氣遇到鉑棉會著火。這壹發現激勵他嘗試打火機。德伯勒納用壹個小玻璃圓筒盛適量稀硫酸,圓筒內裝有內胎,內胎內裝有鋅薄片。玻璃圓筒上裝有帶噴嘴的頂蓋、鉑絨和開關,內管中的鋅片與硫酸接觸產生氫氣。壹定量的氫氣產生的壓力會將內管中的硫酸排入玻璃管中。打開開關,內胎裏的氫氣就會沖到鉑棉上,著火。內管和玻璃管內的壓力重新平衡,硫酸再次進入內管,與鋅片反應生成氫氣。於是世界上第壹個打火機誕生了。但它有體積大、攜帶不方便、玻璃外殼易碎、有硫酸溢出的危險等缺點,壹直沒有得到推廣。(圖)(現代電子點火氣體打火機結構圖)

1920年,法國出現了燈芯打火機。燈芯浸有硝石粉,很容易被火花點燃。後來改成了燈芯浸在苯裏的苯打火機。這種打火機有時會漏油,需要經常更換。

二戰後,氣體燃料打火機出現,逐漸取代苯芯打火機。從天然氣中提取的丁烷氣體被壓縮成打火機。使用時,丁烷氣體從打火機頂部噴嘴噴出,被打火機點燃。可以通過調節噴射的氣體量來控制火焰的大小。丁烷氣耗盡後,可以從打火機底部的閥門充入。

打火機的點火系統也改進了很久,越來越完善。舊的點火系統由火石和火石輪組成,火石是鐵和鈰的合金。1906年,奧地利化學家發現這種合金材料具有產生火花的性質,將火工廠化為打火機,打火石通過磨制蓋子上的鐵輪銼產生火花。

二戰期間,彈藥專家利用壓電效應引爆炸彈。炸彈的前端裝有類似酒石酸鉀鈉和壹些陶瓷的晶體。當受到強烈沖擊時,會在瞬間產生高壓電荷,引爆炸藥。戰後,日本成功地將壓電效應應用到打火機上,在30000-40000秒內產生6000-8000伏的高壓,使產生的火花點燃丁烷,省去了幹電池或打火石。

另壹種打火機使用幹電池作為點火的動力。壹種采用9-12伏層狀錳電池。當開關打開時,盒子裏的微型變壓器將電壓升至9000伏,產生火花並點燃燃料。還有壹種帶水銀電池和集成電路的打火機,會產生高壓火花。這種打火機只需要定期更換電池和補充燃料。

火柴是目前各國使用最廣泛、最廉價的點火工具,為人類點火做出了不朽的貢獻。

據史料記載,世界上第壹根火柴是法國化學家錢塞爾發明的硫酸火柴。那根火柴又粗又長。棍子的壹端塗有氯酸鉀、蔗糖和樹膠。使用時,遇濃硫酸可燃燒。這種方法比用燧石刀敲擊要方便得多。當時人們稱之為“火賊”。但是這種火柴價格太貴,濃硫酸腐蝕性很強,經常會造成壹些事故。

實際上,火柴的類似物早在11世紀初就在中國試制出來了。北宋初年,人們用沾有硫磺的杉木棒生火,稱為“燃燭”。但它和火神壹樣,並不是人類理想的引火工具。火柴的真正出現是磷頭火柴的使用。

1669年,德國煉金術士塔布蘭特在漢堡冶煉各種金屬,試圖從中提煉黃金。壹天,在“點石成金”的實驗中,他把白沙和尿液放在壹個甑裏加熱。火很旺的時候,突然瓶子裏冒出壹股白煙,凝結成壹種白色蠟狀的東西。這種團塊在黑暗中會發光,塗在墻上會留下明亮的痕跡,遇到空氣會自燃。布朗特把這個“怪物”命名為磷,意思是發光體。他把磷的秘密高價賣給了壹個富商。1677年,富商帶著磷來到英國,遇到了著名的科學家波義耳。經過研究,波義耳掌握了制造磷的技術,開始了制造火柴的實驗。1680,原配終於做好了?做火棍,就是細木棍的壹端塗上硫磺,厚紙塗上磷。生火時,將細棍在紙上摩擦,會點燃細棍。但當時制磷成本太高,無法推廣。

1775年,瑞典化學家舍勒用煆燒過的骨頭加熱硫酸,成功提取了磷。該過程分為幾個步驟:

ca3(PO4)2+2h2so 4 = = Ca(h2po 4)2+2caso 4

磷酸氫鈣==磷酸氫鈣+2H2O

3Ca(PO3)2+10C = = Ca3(PO4)2+4P+10CO

10年後,歐洲市場上出現了壹種“磷頭小蠟燭”:壹種塗蠟燈芯,壹端有壹小塊白磷,密封在壹個小玻璃管中。使用時,只要打開玻璃管,白磷就會讓“蠟燭”燃燒起來。40年後,巴黎建立了世界上第壹個工業白磷工廠。

1827年,英國化學家約翰·沃克(John Walker)在嘗試生產獵槍用發粉時,意外制成了世界上最早的摩擦火柴。這種白磷火柴被稱為“毒火柴”,使用不安全,很快被各國禁止。後來,兩名法國男子塞芬和卡亨改進了配方,用三硫化二磷代替白磷作為點火劑,後來被稱為“無毒火柴”。但這種火柴在粗糙的固體表面摩擦會著火,即使放在口袋裏也會自燃,還是不夠安全。

1845年,德國施羅德將空氣中的白磷加熱到250℃制成紅磷。從此,人們開始用紅磷制作火柴,紅磷最初產於瑞典,所以也叫瑞典火柴。引燃劑是在火柴盒邊緣糊上紅磷和細沙,火柴的糊是用可燃的Sb2S3、氧化劑KClO3和催化劑MnO2混合後糊在浸過石蠟的木棒上。使用時,火柴頭與盒邊紅磷摩擦,紅磷局部變成白磷,引起燃燒。這種火柴不僅無毒,而且只需在塗有紅磷的特制火柴盒上摩擦就能著火。這就是沿用至今的“安全火柴”。

1879年,華裔魏聖軒在廣州創辦了第壹家火柴廠,但當時很少有人買得起,因為數量少,價格高。1880年,瑞典人在上海開了壹家瑞典瑞士公司,生產經營火柴。整套機器設備都是瑞典的,連火柴盆上的商標都是國外印的。他們利用產品價格低廉的優勢,在中國市場獲利頗豐,扼殺了中國即將興起的火柴行業。

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