火药武器的出现反过来推动了火药的研究和大规模生产。北宋以熟悉法令典故而著称的宰相曾公亮等编写的军事著作《武经总要》（公元年）里，不仅描述了多种火药武器，还记下了当时的三种火药配方：制毒药烟球用焰硝三十两，硫黄十五两，木炭五两，外加巴豆、违规词语、狼毒、草乌头、黄蜡、竹茹、麻茹、小油、桐油、沥青等；制蒺藜火球用焰硝四十两，硫黄二十两，木炭五两，外加竹茹、麻茹、小油、桐油、沥青、黄蜡、干漆等；制火炮用焰硝四十两，硫黄十四两，木炭十四两，外加竹茹、麻茹、清油、桐油、黄蜡、干漆、砒黄、黄丹、定粉、浓油等。
由火药的这三种配方，我们可以看到，主要的成分明确是硝、硫、炭。而硝的比重已大大增加，它比硫和炭的总和还要多得多。这已经接近后来黑火药中硝占百分之七十五的配方。其他配料含量都很少，分别起、爆炸、放毒和制造烟幕等作用。可见当时火药的配方已经很复杂了。
上面说的火炮就是大的火药包。蒺藜火球也是火药包，里面除装火药外，还装有带刺的铁蒺藜，火药包一炸，铁蒺藜就飞散出来，阻塞道路，防止骑兵前进。毒药烟球有点像雏型的毒气弹，里面装的违规词语、巴豆之类毒物，在后成烟四散，能使敌方中毒而削弱战斗力。
在宋代，民族矛盾、阶级矛盾都十分尖锐，战争接连不断，这就促使火药和火药武器有更快的发展。据记载，当时的军器监规模宏大，分工比较细，雇用工人曾经达到四万多人。监下分有火药作、青窑作、猛火油作、火作（生产火箭、火炮、火蒺藜等）等十一个大作坊。而火药的生产放在第一位，可见火药、火器在兵器中的地位。史料中还记下了“同日出弩火药箭七千支，弓火药箭一方支，蒺藜炮三千支，皮火炮二万支”，清楚地表明了当时火器生产的规模。
这一阶段的火药武器主要利用了火药的性能。随着硝的提炼，硫黄的加工，火药质量的提高，促进了火药武器的发展，逐步过渡到利用火药的爆炸性能。蒺藜火球虽然能爆炸，但是爆炸九还是很小的。到了北宋末年，人们创造了“霹雳炮”、“震天雷”等爆炸力比较强的武器。霹雳炮一炸，声如霹雳，杀伤力比较大。宋钦宗靖康元年（公元1126年），李纲（1083―1140）就是用霹雳炮击退金兵对开封的围攻的。震天雷是种铁火炮，它比较先进，是因为它的外壳已经不再是级或布壳、皮壳，而是铁壳。铁壳的强度比纸、布、皮大得多。点燃火药以后，蓄积在炮里的气体压力就大，爆炸威力
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