关于失败的教训也有记载。成书约在五代时期(公元十世纪)一本名叫《真元妙道要略》的炼丹书就告诫说，拿硫磺、硝石、雄磺(As2S2)和蜜合起来一块烧，会发生焰火，把人的脸和手烧坏，还能直冲屋上，把房子也烧了。由此可见人们已经熟知这类混合物燃烧爆炸的性能，在炼丹中加以防止。人们有意识地利用这类混合物的这一性能，火药就被掌握了。
经过炼丹家们不断的改进，大约到晚唐时期（九世纪末叶），中国发明的黑色火药便正式出现了。当时发明的火药，现在叫黑火药；因为它呈褐色，又有人叫它褐色火药。它是硝酸钾、硫磺、木炭三种粉末的混合物。这种混合物极容易燃烧，而且燃烧起来相当激烈。这是因为硝酸钾是氧化剂，加热的时候释放出氧气。硫和炭容易被氧化，是常见的还原剂。把它们混合燃烧，氧化还原反应迅猛进行，反应中放出高热和产生大量气体。假若混合物是包裹在纸、布、皮中或充塞在陶罐、石孔里的，燃烧的时候由于体积突然膨胀，增加到几千倍，就会发生爆炸。这就是黑火药燃烧爆炸的原理。
和其他发明创造一样，火药的发明也经历了一个长时间的实践和认识过程，随着生产的发展、社会的进步而逐步完善。
火药应用于军事以后，在制造技术上和性能上逐渐有所发展和提高。北宋仁宗时（公元1040年左右），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》前集卷12里，已经详细记载炮火药、蒺藜火药、毒烟火药的配制方法。
火炮药用焰硝四十两，硫磺十四两，木炭十四两，外加竹茹、麻茹、清油、桐油、磺蜡、干漆、砒磺、磺丹、定粉、浓油等。其组配比例为硝50.6%、硫磺26.6%、木炭22.8%。
蒺藜火药用焰硝四十两，硫磺二十两，木炭五两，外加竹茹、麻茹、小油、桐油、沥青、磺蜡、干漆等。其组配比例为硝50%、硫磺25%、木炭25%
制毒药烟球用焰硝三十两，硫磺十五两，木炭五两，外加巴豆、砒霜、狼毒、草乌头、磺蜡、竹茹、麻茹、小油、桐油、沥青等，其组配比例为硝49.06%、硫磺24.8%、木炭25.6%；
上述三个火药配方说明，用硝石、硫磺、木炭为基本原料，再掺杂一些其他物质，就可以配制成不同性能和用途的火药。这三个配方，既是经过宋军试用改造后优良的定型制品，又是各地配制火药的样本。其硝、硫、炭之间的组配比率，渐趋合理。
但是，和现代黑色火药比较，这三种火药的组配率还有一定的差距（现代黑色火药的标准配方：硝75%、硫磺10%、木炭15%），由于氧化剂硝石的含量太低，供氧不足，低熔点可燃物硫磺的含量太多，又掺有很多其他成份，其性能只具有纵火、散毒、放烟的作用。《武经总要前集》所载“霹雳火球”就是按上述第一配方而制的，它也不是爆炸性火器，名为霹雳，是由于火药后竹竿爆裂，发出很大响声，又由于竹竿爆裂，球体内的炽热瓷片散飞附近，可以伤人，所以说它有爆炸性火器的萌芽。
由此可见，北宋初期的火药，一方面已经有了相当的发展，另一方面配方成份也很复杂，还是一种低级火药。北宋末期所出现的“霹雳炮”、“铁火炮”，其中装药则肯定已经是具有爆炸性能的火药了。
宋元两朝，战场上出现了各种火器，应用日益广泛。战争的需求促进了火药性能的不断改良。到了元代，火药配方中硝的含量已经明显增加，达到了60%，硫磺和炭各占20%左右。制造工艺也有所改良，减少了杂质，剔除了火药中的缓燃物质，成品多为颗粒状，具有了较大威力。
到了明代，火药的发展取得很大的进步，达到了更高的水平。成书于明代前期的《火龙神器阵法》，记载了多种火药配方，并提出“必要知药性之宜”才能“得火攻之妙”，较《武经总要》已有较大的发展。戚继光于公元1560年（嘉靖三十九年）写成的《纪效新书布城诸器图说》中，对铳用发射火药的配方和制造工艺，记载的更为详细。其配方为“硝一两，磺一钱四分，柳炭一钱八分”，这种组配率，是硝石75.75%，硫磺10.6%，木炭13.65%，和现代黑色火药的标准组配率已经基本一致。
不同组配比率的传统火药配方，在《武备志制火器法》中多有记载。其中，用作火箭流星及浸泡药线的火药配方是“磺居硝六分之一，炭居硝五分之一，折算的组配比率为硫磺硝73.2%、硫磺12.2%、木炭14.6%。爆炸药配方是“磺居硝三分之一或四分之一，炭居硝四分之一，折算的组配比率为硝66.6%、硫磺16.7%、木炭16.7%。火炮及鸟铳发射药的配方是“磺居硝十分之一，炭同之”，折算的组配比率为硝83.3%、硫磺8.35%、木炭8.35%。
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