火药，在外界能量作用下能迅速燃烧，产生大量高温气体的能源材料。在特定条件下火药能发生爆轰。最古老的火药为黑火药，是中国古代四大发明之一，由硝酸钾、硫磺、木炭混合组成，当今仍在广泛应用。现代火药品种很多，组成复杂，通常由粘结剂、氧化剂、燃料和固化剂、防老剂、安定剂、燃速调节剂等添加组分组成。
简介
这一类火药是以
硝化纤维素为基础的火药。它是由硝化纤维素、溶剂、化学安定剂等主要成分所组成。
硝化纤维素与溶剂作用，经溶解塑化、压实和成型等工艺制成结构均匀、密度较大并具有一定燃烧规律特生的火药。成品中只含硝化纤维素一种能量成分的称为单基药，以硝化纤维素和
硝化甘油两种能量成分的火药称为双基药；以硝化纤维素、硝化甘油或再加上另一种能量组分（如，
硝基胍、
吉纳等）的火药，称为三基药或多基药。
硝化纤维素通常指的是硝化棉，亦即棉纤维素经硝化而得到棉纤维硝酸酯。此外，也有用木纤维素硝酸酯做火药的。
分类及组成
单基火药
单基火药简称单基药。单基药中含有硝化纤维素（1号和2号混合硝化棉）90%以上，故俗称硝化纤维素火药。是用醇-醚混合溶剂塑化硝化纤维素而制得。使硝化纤维素质量均匀，结构致密，是现在枪和炮大量使用的火药。由于用的是挥发性溶剂，亦称为易挥发性溶剂火药。制成火药成品后，易挥发性溶剂就是多余的了，必须驱除。单基药时联周是在贮存过程中残留的溶剂会逐渐挥发，易引起弹道性能发生变化。制出的药粒收缩率大，药粒不易规则，所以，常用石墨进行光泽，以增加火药的假密度、光滑性和
导电性。
以
硝化纤维素为唯一能量组成的火药称为单基火药，单基火药的主要成分有：
①硝化纤维素：硝化纤维素是纤维素经过硝化反应后制成的纤维素硝酸酯，它是这类火药的主要成分，通常占90%以上，也是这类火药提供能量的唯一成分。
②化学安定剂：火药在长期储存过程中，硝化纤维素会自动分解，加入化学安定剂后，可以减缓或抑制这种分解反应的进行，从而提高火药的化学安定性。单基火药中常用的安定剂是二苯胺。
③
消焰剂：消焰剂加入后，可以减少武器发射后二次火焰的生成。常用的消焰剂有硝酸钾、
碳酸钾、
硫酸钾、草酸钾及
树脂等。
④降温剂：降温剂的加入使火药燃烧温度降低，以减少高温对枪膛、炮膛的烧蚀作用。常用的降温剂有
二硝基甲苯、樟脑和地蜡等。
⑤钝感剂：加入钝感剂的作用是控制火药的燃烧速度由表及里逐渐增加，达到所谓的渐猛性燃烧特性，从而改进火药内弹道性能，使初速增加或膛压降低。单基火药常用的钝感剂为樟脑。
⑥光泽剂：为了提高火药的流散性，使火药便于装药以及在药筒内提高其装填密度，并且减小静电积聚的危险，加入了光泽剂。通常的光泽剂是石墨。
关于单基药中的其它组分，如钝感剂、消焰剂和降温剂等都依不同的要求而具体规定。
制造单基药的周期较长。单基药在炮膛内燃烧时腐蚀性较低。
双基火药
双基火药简称双基药。它主要是由硝化纤维素、
硝化甘油等组成。
硝化纤维索经硝化甘油溶解塑化而制造结构均匀的火药。硝化甘油是能量成分，同时它又是难于挥发的溶剂，故亦称为难挥发性容剂火药。
以硝化纤维素和硝化甘油（或硝化二乙二醇或其他含能增塑剂）为主要成分的火药称为双基火药，其主要成分是：
①硝化纤维素：这是双基火药的能量成分之一，通常用34硝化棉，其含氮量为11.8%～12.1%（通称弱棉），因其在硝化甘油中较易溶解，药料塑化质量好，易制成均匀性良好的火药。
②主溶剂（增塑剂）：它起溶解（增塑）硝化纤维素的作用，同时也是双基药的另一能量组成，常用的主溶剂有硝化甘油、
硝化二乙二醇等。
③
助溶剂（或称辅助增塑剂）：它的作用是增加硝化纤维素在主溶剂中的溶解度，常用的助溶剂有
二硝基甲苯、苯二甲酸类、二乙醇硝胺二硝酸酯（通常称吉纳）等。
④化学安定剂：它是起减缓或抑制硝化纤维素及硝化甘油缓慢热分解的作用，双基火药中一般用中定剂而不是用二苯胺，因为二苯胺碱性较强，能使硝化甘油皂化。
⑤其他附加剂：其中有为改进工艺性能而加入的工艺
附加剂（如凡士林），有为改善火药燃烧性能而加入的燃烧催化剂和
燃烧稳定剂（如氧化铅、
氧化镁、氧化铜、氧化铁、苯二甲酸铅、
碳化钙等），消焰剂（如
硫酸钾），钝感剂（如樟脑、二硝基甲苯、树脂、苯二甲酸二丁酯等），以及为提高火药导电性能和火药粒的流散性而加入的少量石墨。
如果使用氮量高的
硝化纤维素（俗称强棉）与硝化甘油做双基药，需要借助
挥发性溶剂完成制造过程，此药称为柯达型火药。
氨量低的硝化纤维素（俗称羽棉）与硝化甘油制成的火药称为巴利斯太型火药。这种火药制造简单且制造周期短，能量较大，药粒较规整，弹道性能变化小；但对炮膛烧蚀性大。它广泛地应用于各种枪和炮以及
火箭、导弹装药中。
三基或多基药
硝化二乙二醇是最早加入到双基药中，它部分地或全部代替硝化甘油，以改善双基药对火炮的烧蚀性。所谓“G”火药就是这类火药，它的燃烧速度和热量均低。此外，还可将硝基胍加入到双基药中。所谓有基胍火药（亦称顾多火药）就是含有硝基胍的双基药，
这种火药随硝基胍含量增多而机械性也逐渐变坏。
均质火药的加工性质
均质火药中的
高分子化合物主要是硝化纤维素，它是一种高分子炸药，常温时处于玻璃态，温度升高时可以分解但不熔融粘流，故它只能以溶剂或增塑剂溶塑成为可粘流的药料方可进行成型加工。
1、硝化纤维素的溶解与增塑
硝化纤维素的溶解与增塑服从聚合物溶解与增塑的一般规律。
实验证明，硝化纤维素在溶剂中的溶解是自动进行的；溶液的浓度不随时间变化；溶液是均一相的与热力学稳定体系。因此，可以用热力学判据判断硝化纤维素与溶剂及增塑剂的相溶性。
由热力学可知，在恒压下，自发进行的等温过程，溶解体系的自由能ΔG应该降低，即
ΔG=ΔH -TΔS<0
式中ΔH—— 聚合物溶解时的焓变；ΔS——聚合物溶解时的熵变。
由上式可知，在下列三种情况下，聚合物可以溶解。
（1）ΔH<0，ΔS>0；
（2）ΔH<0，ΔS<0，但〡ΔH〡>〡TΔS〡；
（3）ΔH<0，ΔS>0，但〡ΔH〡<〡TΔS〡。
硝化纤维素是一种刚性
高分子化合物，它与溶剂混合时熵变很小，故它的溶解主要决定于焓变（见下图表）。
上图表说明，硝化纤维素在不同溶剂中的溶解及溶胀与其溶解的热效应有关，它在酮类溶剂中放热最多，溶解最完全。在乙醇及醇醚混合溶剂中随着放热效应的增加，溶解程度也增大。它与乙醚混合时吸热，因而互不溶解。这一情况完全符合上述聚合物溶解的热力学规律。
对于
柔性链高分子化合物，因其链段较小，它们与溶剂混合时的熵变很大，这类高分子化合物的溶解主要决定于其溶解时的熵变。
2、单基火药药料的流变性质
单基火药药料最初是由硝化纤维素与一些常用
挥发性溶剂（
丙酮、乙醇与
乙醚混合液等）制成的，因此单基火药药料的流变性质主要决定于硝化纤维素及其溶剂的性质。硝化纤维素是一种物理与化学结构都不均一的高分子化合物。它在溶剂中的溶解度与其
相对分子质量及相对分子质量分布、含氮量以及硝化棉的宏观结构等有关。硝化纤维素的相对分子质量及含氮量由纤维素的相对分子质量及其硝化条件控制，硝化棉的宏观结构则由硝化纤维素制造过程中的细断工序控制。
硝化纤维素的溶解及溶胀与各种溶剂的关系可看出，一般有机酮与有机酯类溶剂对硝化纤维素的溶解能力较强，醇的溶解能力次之，醚在常温时几乎不能溶解硝化纤维素，但醇、醚混合溶剂则可溶胀与溶解中等含氮量的硝化纤维素。因此，丙酮、
乙酸乙酯、醇醚合剂是单基火药药料的常用挥发性溶剂。硝化纤维素在醇醚溶剂（体积比1：2）中的溶解度与其含氮量的关系。
单基火药药料的流变性质还与硝化纤维素溶解及溶胀时的温度，溶剂用量、作用时间、设备、操作条件等有关。严格控制上述条件是制得高质量单基火药药料与单基火药的保证。
3、双基火药药料的流变性质
双基火药主要是由硝化纤维素与低分子硝酸酯（
硝化甘油等）组成的，为了保证火药的安定性与调节火药的能量，双基炮药中还含有中定剂、
二硝基甲苯、苯二甲酸二丁酯等。双基火箭火药除了上述成分以外，又含有多种燃烧催化剂等。由于低分子硝酸酯多半是一些难挥发的增塑剂，且又都是一些炸药，故双基火药药料的流变性质，除了与硝化纤维素的性质有关以外，低分子硝酸酯、燃烧催化剂等的性质与用量以及温度、剪切应力、加工设备及条件等都有不同程度的影响。
任玉立等用候普勒稠度计测得90℃左右时4种双基火药药料的流动曲线如图所示。右图说明，B、C两种火药药料在相同温度下的流动曲线不同，在相同剪切应力下，B火药药料的流动速度比C火药药料小很多。右图还说明，上述四种双基火药药料与具有屈服应力的
假塑性流体类似，其流动方程为
τ -τy =Kγn （n =0.14～0.18）
4、三基火药药料的流变性质
三基火药是在火炮要求火药具有高能低烧蚀性能，在单、双基火药的基础上发展起来的。它的特点是火药中含有较多的固体炸药硝基胍。硝基胍在火药药料中相当于一种固体填料，它的加入对火药药料的流变性质带来较大的影响。 F．S．贝克尔（F．S．Baker）等对三基火药药料的流变性质作了较详细的研究。他们用
转矩流变仪为捏合机，
毛细管流变仪作挤出机，研究了典型的三基火药药料的流变性质，求得三基火药药料的流动曲线以及辅助溶剂（丙酮）、硝基胍的形状、尺寸与含量、温度、捏合时间等对三基火药药料流动的影响。
应用
在枪炮武器中，火药是装在枪弹壳体、炮弹药筒或火炮药室内的。发射时，火药经由底火或其他发火装置点燃而进行快速燃烧，火药燃烧后释放大量热，同时生成大量气体，在膛内形成很高的压力，这种高温、高压气体在膛内膨胀做功，将弹丸高速地推送出去，达到发射弹丸的目的。
在火箭武器中，火药是装在
火箭发动机的燃烧室内，发射时，火药经
点火装置点燃而进行燃烧，燃烧后生成的高温、高压气体经由发动机尾部的喷管高速喷出，从而产生一种反作用推力，使火箭获得一定的速度向前飞行。
从上述情况看，火药在武器中的作用是提供发射的能源，它是通过急剧的化学反应——快速燃烧，释放热量和产生大量气体来实现的。
火药不仅在武器中提供能源，同时它与武器的质量密切相关。火药提供能量的多少直接影响到弹丸、火箭飞行速度，从而影响武器射程。对某些穿甲弹来讲，弹丸飞行速度大小直接影响穿甲侵彻深度。火药燃烧的均匀性和稳定性直接影响到弹丸、火箭弹弹着点的散布精度。当制造武器的材料一定时，随着火药燃烧产生的高温高压气体温度高低、压力大小的不同，武器的结构和重量会有较大差别，从而影响武器的机动性能。发射过程中，火药燃烧产生的高温高压气体是通过枪炮身管、火箭发动机尾部喷出的，因此火药燃烧情况会直接影响枪炮身管的使用寿命和发动机推力，故火药必须具备一定的性能方能满足武器要求。