点火的技术进步历程

点火的技术进步历程

人很早就学会了用火，可是有关点火的技术进步却十分缓慢，且没有什么明显的创新。到目前为止，人们常用的点火模式只有两种。一种是利用摩擦生热原理点燃易燃物品，一种是利用火花点燃易燃物品。这两种点火模式都源于古代，几乎和人类的历史一样长。第一种模式的技术路线，从钻木取火开始，发展到火柴，好像就走到了尽头。而今，火柴从家家户户必备的生活日用品慢慢淡出了人们的视野，正在变成一种文化遗产和生活记忆。第二种模式的技术路线，从火石取火法开始，经过火镰、打火机、电打火炉具等演化，成为人们生火的主流方式，就连飞向太空的运载火箭这种高精尖的科技前卫采用的也是这种古老的点火模式，尽管火箭发动机点火装置的操作控制系统很尖端，但其点火方式仍然继承了远古时代流传下来的模式，在原理上基本没有什么实质性的突破。再有一种是聚集能量。实际上还有一种生火模式，就是利用燃点较低的物质的自燃。钻木取火是一种纯粹利用自然条件生火的实用方法，来自于古人的智慧。其原理是摩擦生热。木头本身较为粗糙且容易燃烧，两块木头用力快速摩擦产生热量，就会生出火来。中国古代燧人氏钻木取火的神话传说，印证了这种方式的悠久历史。作为一种基本的生存技能，曾经被人们广泛应用。我国黎族地区的一些老人至今仍掌握着钻木取火这项古老的技术。钻木取火的工具包括一块有孔厚木板和一根木棍，取火时，板固定，木棍在手挫动下不断转动，一边转动，一边把自备的干苔藓放入取火孔之中，不断的用嘴往孔里吹风，一会功夫，取火孔处开始有烟出现，大概过十分钟左右，小火苗才慢慢地燃了起来。

钻木取火的要领是两块木头硬度不一样。作为钻头的一块是硬木，被钻的木头则是比较容易燃烧的软木，其难点是要有遇热容易着火的木屑或干树叶等媒介。钻木取火的技巧很难掌握，而且费时费力，不是一种理想的点火方法。这种最为原始的取火方法能够流传至今，从一个侧面说明，点火这样能够看似简单的事情要想实现一点技术进步是相当困难的。尽管各地的原始人因地制宜地创造了不尽相同的钻木取火方法，但千万年来，摩擦生热的点火方式基本没有什么创新，直到火柴的问世，这种情况才大为改观。

火柴的发明是很偶然的。并且火柴的历史很短，到现在还不到二百年。1827年的一天，英国化学家约翰·沃克正在试制一种猎枪上用的发火药。在这个过程中，他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，于是，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。 这个现象使沃克开始研制火柴。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，火柴便进入了人们的生活。

火柴的技术要点是火柴头的配方。为了保证火柴一擦就着， 火柴头必须选用燃点较低的物质。人们首先想到了磷。1830年出现了黄磷火柴，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。安全火柴中的火柴头主要由氧化剂（KClO3）、易燃物（如硫等）和粘合剂等组成。火柴盒侧面主要由红磷、三硫化二锑、粘合剂组成。当划火柴时，火柴头和火柴盒侧面摩擦发热，放出的热量使KClO3分解，产生少量氧气，使红磷发火，从而引起火柴头上易燃物（如硫）燃烧，这样火柴便划着了。火柴的特点是点火快，携带方便，可以随时使用，价格也比较低廉，很快便成为人们生活中必不可少的日常用品。

钻木取火是一种没有办法的办法，作为一种维持生存底线的技能而传承至今，相当不容易。从远古到火柴问世以前的漫长岁月中，绝大多数人很早就放弃了钻木取火，而是用火石取火法生火，采用的是第二种点火模式，火镰成为古代人们普遍使用的点火工具，现代人们使用的各种点火工具除火柴外，都是按照这条技术路线发展起来的。

相较而言，第二种点火模式比较简单，便于操作。只要找两块石头撞出火花，就可以把火升起来。这也是一种来自自然的生火方式。自然界中能够撞击出火花的石头很多，在野外很容易找到。这个方法的关键是火花能够引燃的媒介。火花只有落在容易着火的干草枯叶这样的易燃物上，才能发出火苗。为此，人们专门制备了引火用的火绒，使这个方法得到了广泛应用。成为贯穿人类历史的主要取火方式。其间，这个模式发生了多次技术进步。技术进步的一个方向是打火石的材料，其进化路线由最初的两块坚硬的石头，发展到钢片与天然的石头，再到钢轮与人造打火石，直到今天广泛使用的电打火对打火石的全面替代。火花生火技术进步的另一个方向是引火媒介的材料。经历了从固体燃料到液体燃料再到气体的演化。火石材料与引火材料的交错发展，带来了一系列生火工具的进化。

在第二条技术路线上出现的第一个生火工具是火镰。火镰的打火石采用钢与天然石头的组合。石头一般产自河滩，这种石头经过河水冲刷和石头间相互碰撞、摩擦，质底比较坚硬，在高速撞击时能产生火花。钢是一小块硬度不太强的普通钢条，通常被打造成弯弯的镰刀形状。中国人就是根据钢条的这种形状，把这种打火工具称为火镰。引火材料则是被称为火绒的固体材料。常见的是晒干的艾蒿嫩叶。

火镰是使用时间最长、使用范围最广的生火工具。其长达几千年的使用历史基本覆盖了文明发展的整个过程，直到20世纪80年代后期，才彻底退出中国人的日常生活。在这漫长的岁月中，火镰的生火方式几乎没有任何变化。只是在其后期，打火石由天然石头逐渐变成了人造火石，而这才是最近不到二百年的事。

虽然现在火镰在日常生活中淡出了人们的视线，但在越野爱好者手中，火镰一直是大家喜欢取火的工具，登山包里刀和火镰是必不缺少的。原因很简单在户外打火机虽然便捷但不稳定因素太多，尤其环境恶劣的地方火镰及人造打火石远比打火机可靠。

火镰的技术升级版是打火机。从火镰到打火机是一个看起来十分简单的微小进步，却用了几千年的时间。打火机对火镰的最大改进是引火媒介从固体改成了液体。此前，火镰使用的引火媒介一直是干草、枯叶、碎布、废纸等易燃的固体材料，打火机诞生后，煤油等液体材料成为新的引火材料。这实际上是一个非常重要的技术进步。这种技术进步不是来自打火机的发明，而是来自人类使用燃料方式的巨大变革。伴随着石油的开采和利用，人类由固体燃料时代迈向了液体燃料时代，打火机由此应运而生。

在石油正式走进人们的生活以前，液体燃料始终无法成为燃料的主流。那个时代比较常见的液体燃料主要是动植物油脂和酒精。动植物油脂不仅价格昂贵，而且粘度高，挥发性差，不易于用火花点燃，无法作为引火媒介，而酒精挥发性过强，易于燃爆，着火后很难控制，用酒精做引火媒介，容易失火，很不安全，引火材料的状况制约了打火机的诞生。直到十九世纪初煤油的出现，才给打火机的问世提供了可能。十九世纪西方各国都在努力尝试制造打火机，法国发明了火活塞打火机和电化白热丝汽油台式打火机，美国、德国、英国则造出了雷管及击锤式煤油打火机、石蜡加磷丸的石蜡打火机，但是这些打火机因存在不安全隐患，容易爆炸而很快遭到淘汰。

燃料问题解决了，还有一个问题也要解决。这就是打火装置的一体化。人们一直希望拥有一个便于随身携带的安全点火工具。这就要求这个点火工具的打火部分和引火部分最好是个整体。而火镰并不满足这个条件。火镰的钢条、火石、火绒三个部分是各自分离的，这正是火镰的不方便之处。要想做成一体化的点火工具，要求打火机的各个部件形状都是可以加工的。这也曾经是一个技术难点。长期以来，打火石是天然的石英石块，一种石块硬度极高，难以加工，由于形状不规则，也很难固定到一个特定的装置上。形状统一，规格一致的人造火石的出现为打火机的面世铺平了道路。1878年一名叫约瑟夫.沃丹尔风的法国人取得了金刚砂轮打火机的专利权，这种打火机带有一个小砂轮，砂轮磨擦人造火石时，可产生大量火花，随即点燃引火媒介。1907年奥地利化学家卡尔.奥厄.冯.韦耳斯拔发现铁和铈的混合物铁铈在被摩擦是会产生强烈的火花，人造火石由此定型并沿用至今。这两项重大的发明，奠定了打火机发展的基础，此后，欧洲各地开始大量生产打火机，打火机内部的棉绒用煤油浸湿过，棉芯穿过管件接触到棉绒，而管件则由打火机壳内伸出，将管件从打火机内拔出，打火即可产生火花，随即点燃棉芯。在1947年之前所有的打火机都是以煤油为燃料的。在这段时期生产的很多大牌子打火机如今已经成为人们争相收藏的珍品。

到了30年代中期打火机历史上最重要的发明出现了，这就是气体打火机。 1939年卡尔威登在来比锡交易会上展示了第一支丁烷气体打火机，标志着打火机行业的新时代已经到来。第一种气体打火机的设计方案是比较简单的：打火机构和单独的燃油罐都封装在一个非常漂亮的精饰壳体内。尽管燃油罐体既昂贵又复杂，但经销商还是可以对其更换。解决方案是填充阀门带有一个再填充筒和一次性气罐，这也是如今一次性打火机的雏形。 填充阀门和燃烧喷嘴的技术改进和液化气罐的进一步精制，使气体打火机最终带有可以使用罐筒（分开销售）重复填充的固定式气罐。

　 　早期一次性气体再充瓶 到了60年代由于使用上的不方便，慢慢地越来越少人使用了。50年代末出现的一次性打火机进入市场立即获得了极大成功，就是现在市场中随处可见的打火机。 它成为把火柴驱除出市场的主要力量。

20世纪40年代后，气体燃料逐渐成为日常生活的主角，生火技术随之产生了革命性飞跃。由于安全使用气体燃料要求快速点火并一次性成功，更加精准的电打火取代火石打火成为点火方式的主流，在各种燃气用具中得到了广泛应用。先后出现了压电陶瓷、脉冲电路、感应式等打火器。人类的取火方式终于进入了高科技时代。