第566章百炼成钢

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    又到了精彩刺激的科普环节。
    今天和大家聊聊金属行业，金银铜铁，和钢。
    聊聊什么是钢，什么是铁。
    石器时代，青铜时代，铁器时代，是怎么形成呢？
    这主要来源于人对坚硬物质的追求。
    石器时代很好理解，就是利用坚固的岩石制作成石矛，石斧，主要的目的是用来狩猎，可在石器时代中，如何加工出一柄合格的石矛呢，首先要有一把坚固的石锤和石凿，锤和凿必须比矛头坚硬，才不会矛没砸出来，锤子到碎了。
    在这个基础上，金属便被人所发现。
    含金属的矿石，自然比一般的石头更加坚硬，于是铜便被发现了。
    因为铜和铁不一样，铁矿石在自然界中是无法天然形成的，但铜和金却可以，首先是纯铜被发现，用来制作坚硬的铜锤，铜凿。
    然后金银也被陆续发现。
    金银铜，这三种金属都是可以独立形成很大一块的，像前文提到的狗头金和天然铜块。
    这些都是单质金属。
    所以便奠定了黄金和白银的地位。
    贵金属，便形成最贵重的东西。
    然后学会了利用火，进入了陶器时代，人类发现了泥土经过高温烧制，可以变成陶器，学会了最初级的冶炼技术，下一步就开始冶炼铜矿了，把铜矿石里的杂质去除，将小块的铜进行熔炼，铸造，但铜的硬度不够，所以又加入了锡矿石与铜矿石一起熔炼，获得更加坚硬的青铜。
    就进入了青铜时代。
    但早期的青铜时代，是没有铁的，是冶炼技术的问题，铜和金的熔点只需要1000摄氏度左右，但铁需要1500度左右，人即使很早就发现了铁矿石，但温度搞不上去，提炼不出来。
    人对于铁的利用，是来自陨石。
    含铁量高的陨石，在通过大气层之后，急速燃烧，在下坠的过程中冶炼出纯铁，埃及法老图坦卡蒙的墓里，就曾出土过一件陨铁匕首，由于无法自主提炼，所以陨铁在一段时间内，是世界上最为贵重的东西。
    然后到了公元1300年左右，两河流域的赫梯帝国，在与埃及的对抗中强大起来，他们是世界上首先利用煤炭的国家，煤的燃烧肯定比木柴强多了，在这基础上，又用草木灰和石英砂发明了耐火砖，再加上鼓风机，终于将炉温达到了炼铁的需求，起初的目的，是为国王炼制陨铁，终于成功了。
    又开创性的熔炼铁矿石，终于得到了铁。
    并借助铁器，建立了当时世界上最为强大的军队。
    煤炭的利用，帮助历史进入了铁器时代。
    而中国这边要晚了一些，大约在春秋时期，才开始出现了生铁冶炼，大规模的应用要等到东汉时期，这里有个关键的知识点，铁为什么需要反复捶打呢？
    因为铁元素有个特点，他在地球上是不以单质存在的。
    那什么是单质存在呢？纯铜，纯金，天然铜块，天然金块，这种就是单质存在的东西。
    除了陨铁之外，你是绝对无法找到一块天然纯铁的。
    必须要熔炼。
    而古代人要炼制一块铁，有多难呢，这是一个相当漫长的过程，首先是温度方面，春秋时期的工匠，为了提高燃烧的温度，首先发明了木炭，将木柴点燃过后用沙土覆盖起来，进行闷烧，得到高品质的木炭，然后在制造炉子的时候也是费尽脑筋，首先需要筛选最细腻的泥土，拿来反复过滤，揉捏，得到最细腻的精土，精土造炉时，还要加入一定比例的稻杆，草木灰，燃烧过后，让泥窑具有一定的透气性，不至于热胀冷缩让炉子炸裂。
    有了高品质的木炭和耐高温的炉子过后，就是矿料了。
    矿石要仔细的研磨成矿砂，然后用磁铁将矿砂里的铁给选出来，做成细料，再加入灰石等助溶剂，放进炉子里进行煅烧。
    炉子下面还要加入鼓风机。
    而这个过程通常会持续两三天的时间，就像用河沙烧玻璃一样，最后烧去杂质，才得到一块海绵状的东西，海绵铁。
    但这并不是纯铁，里面还有非常多的杂质，有很多微量元素，例如碳，硫，磷，硅，锰，钨，钒，镍等等化学元素。
    其中一些是有利的，而一些是有害的，例如碳元素能增加铁的硬度，镍元素可以抗氧化不会生锈，钨元素能增加刀剑的坚硬和锋利程度。
    而磷和硫这两种元素则是有害的，会让铁的表面凹凸不平，形成气泡，所以必须把这些杂质给剔除出去。
    就需要反复的加热，捶打，把这里面的杂质给敲打熔炼出去。
    这就是锻打的概念。
    所谓百炼成钢，百炼钢，就是这么个意思了。
    但介于以前的技术低下，所以铁的品质完全无法精确掌控，凑巧这一批矿石含镍或者含钨，这批铁打造出来的兵器，就会格外的出色。
    而凑巧另一批矿石，没有这些元素，品质就会低下一等。
    所以完全看运气。
    到了东汉时期，曹操打制5把百炼钢刀，动用三百多人，花了足足三个多月的时间，号百辟刀，分别名青龙，白虎，朱雀，玄武，熊罡，就是用百炼钢的方法造成的，这一批刀的质量就特别好。
    而与之对应呢，刘备还造了蜀八剑，名字分别叫东极，西极，南极，北极，不周，方土，波母，编驹，刘备自己用了一把，其他的分别赐给梁王，鲁王，刘婵，诸葛亮，关羽，赵云，张飞，称呼为蜀国八神兵。
    其中的七把剑都在战乱中遗失了，唯独赵云剑流传了下来。
    清朝末年，慈禧太后专政，她居然是赵云的铁粉，生平最喜欢听赵云的戏，四川有位高官就刻意去挖了赵云的墓，把赵云剑给挖了出来送给慈禧，被慈禧当做宝贝收藏，死后当陪葬品下葬东陵。
    1928年，军阀孙殿英盗掘东陵时，又把它给挖了出来。
    蜀有八剑，然后东吴方面，孙权也造了吴六剑，白虹，紫电，辟邪，流星，青冥，百里。
    然而同台pk，蜀八剑和吴六剑，都是被百炼刀一砍就断。
    元素的无法精准控制，反而成就了这一时期百炼钢的巅峰，出了很多著名的兵器，像倚天剑，青虹剑，七星宝刀，青龙偃月刀，方天画戟，丈八蛇矛，龙胆亮银枪等等，都是当中的佼佼者。
    也可谓满满的中二气息。
    而到了近现代呢，钢铁的铸造方法已经非常系统了。
    生产流程，也有了很大改变。
    流程的第一步，有两个单位，炼焦厂和烧结厂。
    炼焦厂负责把煤炭用闷烧法，加工成焦炭，获得更好的燃烧力。
    烧结厂，则负责把采来的铁矿石破碎成渣，得到铁矿砂，但这个时候的铁矿砂，含铁量是很低的，需要进一步加工，把矿砂加入灰石，碳酸钙等助溶剂，烧制成圆球一般的球团矿，或者烧结矿，把生料变成熟料。

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