“荡寇铳”的列装与操练在太子朱常洛的支持下稳步推进，其近距泼洒弹雨的威力在神机营内部赢得了“铁扫帚”的诨号，名声渐响。然而，沈惊鸿心中那关于金属定装弹的构想，却如同野草般在心底滋生，难以平息。纸壳弹的先天缺陷，尤其是防潮问题，始终是悬在心头的一根刺。
他深知此事牵涉甚广，不宜张扬，便只在制造局内辟出一间僻静的工坊，调用了两名心思缜密、口风极严的老匠人协助，开始了极其初步的探索。首要难题，便是材料。
得益于之前研制“荡寇铳”时对后膛结构的深入理解和借鉴部分泰西火铳的启发，沈惊鸿已经成功设计并制造出了基于弹簧驱动的撞击式枪机（撞针）。这套机构相对独立，通过一个类似“飞轮”的简化燧发装置改进而来，利用强力簧片瞬间释放的能量，驱动一根细长的钢质撞针向前猛烈撞击。这为他探索金属定装弹提供了最关键的击发手段，无需再依赖外露的火绳或燧石，使得将发火装置集成到弹药本身成为可能。
弹头之选：
· 铅与铅合金： 这是最现成、最易获取的材料。大明军中鸟铳、雷霆铳乃至“荡寇铳”的弹丸，主要便是铅或掺了少量锡、锑（此时多为方铅矿伴生，匠人凭经验添加以增加硬度，谓之“熟铅”）的铅合金。密度高，易于铸造，用于“荡寇铳”的霰弹小铅丸或独头弹毫无问题。沈惊鸿决定，金属弹的弹头部分，初期仍以铅或铅合金为主，这是最稳妥的选择。
· 铜及铜合金： 黄铜（铜锌合金）此时已能冶炼，多用于铸造铜钱、佛像、器皿等。其延展性、耐磨性确实优于铅，但成本高昂。沈惊鸿考虑，若未来开发高初速的线膛枪，为防止软铅弹头挂膛，或许需要铜或被甲铅芯弹，但非当前急需。且铜料多受朝廷管制，大量用于弹头不现实。
· 钢： 此时的苏钢、灌钢法已能生产质量不错的钢材，但多用于刀剑、甲片、工具。用作弹头，尤其是穿甲弹芯，理论上可行，但加工成特定形状的弹头对现有工艺是挑战，且容易损伤铳管。沈惊鸿将其列为远期探索项目。
· 其他如钨合金等，更是遥不可及。
弹壳之困（核心）：
这是金属定装弹成败的关键，要求材料兼具良好的延展性（便于冲压成型）、足够的强度（承受发射膛压）和一定的可加工性。
· 黄铜： 沈惊鸿心目中的理想材料。他找来一些制钱用的黄铜料，让匠人尝试捶打、拉伸。发现其延展性确实好，但要将一块铜片通过手工或简单机械冲压成带有底缘、锥度、药室的复杂弹壳形状，以目前的工艺水平，近乎天方夜谭。精度、一致性、效率都无法保证。而且黄铜成本太高，若用制钱同等材质的铜料来造一次性的弹壳，恐怕连太子都不会支持。
· 钢： 成本远低于黄铜，强度也足够。但延展性差，脆，更难冲压成型。沈惊鸿想到后世的覆铜钢或镀锌钢弹壳，但那需要成熟的轧钢、电镀或包覆技术，非此时所能及。直接使用薄钢板卷制焊接？密封性和强度都是问题，工艺同样复杂。
· 铝： 此时铝的冶炼技术尚未出现，直接排除。
· 镍合金： 同样超出时代。
反复权衡之下，沈惊鸿意识到，以万历年间大明的金属加工能力，想要一步到位制造出类似后世那种一体成型的金属定装弹壳，几乎是 impossible mission。他必须寻找更现实、更迂回的路径。
底火之惑（新焦点）：
· 既然已经有了撞针击发装置，那么金属定装弹的核心就在于底火——一种能够被撞针可靠击发、并能稳定点燃弹壳内主装药的敏感药剂。
· 沈惊鸿知道雷汞是关键，但他并非化学专家，只知道大概原理（汞、硝酸、乙醇），贸然试验极其危险，且原料获取和提纯都是问题。他必须寻找替代品。
· 他将目光投向此时已有的材料：硝石（硝酸钾）、硫磺、木炭是黑火药基础。此外，一些炼丹术中也用到雄黄（As?S?）、雌黄（As?S?）、甚至砒霜（As?o?）等含砷矿物，这些物质有的对撞击或摩擦较为敏感，但毒性大，稳定性差。他还知道有“自然铜”（cu）、“密陀僧”（pbo）等氧化物可能在反应中起作用。如何将这些物质安全地混合成敏感度适中、威力足够且稳定的底火药剂，是巨大的挑战。
· 另一个难题是底火的封装。需要一种小型的、能被撞针击穿的容器来盛放底火药，并将其固定在弹壳底部。
面对重重困难，沈惊鸿调整了思路，决定将终极目标分解，先从最关键、也是与他已掌握的撞针技术最直接相关的部分入手。
他提出了一个核心攻关方向——底火帽。
方案：分体式金属底火帽
集中力量，先尝试制造一个独立的、小型的底火帽。设想用延展性最好的高纯度黄铜（甚至不惜成本从佛像铸造的边角料中筛选），手工捶打出极其微小的、帽状的薄壁容器。内部压入由可能找到的敏感材料（初步尝试用精研的极细粒黑火药混合少量雄黄粉，他知道这不够理想且危险，但必须跨出第一步）混合的试验性底火药剂，顶部用极薄的兽膀胱膜或虫胶暂时密封。
然后，将这个“底火帽”嵌入一个专门设计的、带击砧的熟铁或钢制弹壳底托中央的凹槽内。弹壳主体部分，则暂时仍采用相对容易成型的熟铁皮捶制的简易药筒（类似方案一，但不要求气密性完美），内装主用火药和铅弹头，通过某种方式（如螺纹、压环）与带底火帽的底托结合。
发射时，枪机的撞针撞击底火帽，刺破密封，引发底火药剂，火焰通过底托上的传火孔引燃主装药。
这个方案将最复杂的“整体金属弹壳”分解为“底火帽”、“底托”、“药筒”三部分，分别攻关。技术难点高度集中在底火药剂的配方敏感性、稳定性，以及底火帽的微型化精密加工和密封上。
沈惊鸿将探索的重点放在了底火帽的试制和底火药剂的初步配比试验上。他亲自筛选材料，在极其谨慎的防护下（用湿布蒙面，于通风处操作），开始尝试混合不同的粉末。工坊里，除了叮当的敲打声，更多了几分小心翼翼的氛围，每一次微小的爆鸣或异常燃烧都被详细记录。
与此同时，他也让匠人继续尝试捶制那熟铁药筒和带击砧的底托，哪怕粗糙，也要先做出能用于结合试验的样品。
他知道，通往金属定装弹的道路，布满荆棘，需要材料学、化学、机械加工等多方面的突破，绝非一蹴而就。但撞针的成功让他看到了希望。他愿意做那个在黑暗中率先摸索前行的人，为大明火器，也为他自己心中的那个蓝图，点燃那最为关键、却也最为危险的“底火”。他相信，唯有攻克此关，后续的一切才有可能。金石之开，非一日之功，而这底火之秘，便是那开山第一锤。
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