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第14章 星球心髒鐵元素(1/4)

作者:單純至深字數:11630更新時間:2024-03-29 04:07:38

    鐵(Ferrum)是一種金屬元素,原子序數為26,位於周期表第四周期,第VIII族。[2]純鐵是銀白色有光澤的金屬,密度7.86g/cm3[13],熔點1539℃。鐵除了有導電性、導熱性、延展性外,還能被磁鐵吸引,具有鐵磁性。[2]鐵的重要化合物有三氧化二鐵、四氧化三鐵、氯化鐵及鐵的配合物等。自然界中主要礦物是赤鐵礦(主要是三氧化二鐵),磁鐵礦(主要是四氧化三鐵)和菱鐵礦(主要是碳酸亞鐵)等。工業上用鐵礦、焦炭和石灰石混合在高爐中冶煉而得,根據含碳量不同可分為生鐵、熟鐵和鋼。

    研究簡史古代社會鐵器時代大約起始於前2000年,但最早發現和使用的鐵是來自外空的隕鐵。隕鐵是鐵和鎳、鈷等金屬的混合物、含鐵量較高。在埃及、西南亞等地一些文明古國所發現的最早的鐵器,都是由隕鐵加工而成的。1972年中國河北省槁城縣台西村出土了一把商代鐵刃青銅鉞,製造年代約在前14世紀。在青銅鉞上嵌的鐵刃,是將隕鐵經加熱鍛打後,和鉞體嵌鍛在一起的。中國還曾出土過類似的鐵刃銅鉞和鐵援銅戈各一件,年代相當於商末周初,鐵的部分也是由隕鐵加工成的。古埃及人把鐵叫做“天石”,可見人類最早認識鐵是從隕石開始的。天外來的隕石數量很少,因此用隕石製作的器具當然稀少而珍貴,同時還帶有神秘的色彩。用隕石作工具是很少的,所以對生產進步沒有什麽明顯影響,但通過隕石的利用,畢竟使人類最早接觸並認識到鐵。

    冶鐵技術發明於原始社會的末期。冶鐵技術的發明,代表冶金史的一個新階段的開始。居住在亞美尼亞山地的基茲溫達部落在前2000年時,就發明了一種煉鐵的有效方法,後來逐步傳開了。小亞細亞的赫梯人在前1400年左右也已掌握了冶鐵技術;兩河流域北部的亞述人,在前1300年已進入鐵器時代。鐵製工具的大量出現,社會生產力顯著提高,從而對社會的發展產生巨大影響。有些民族因此而迅速地由原始公社製過渡到奴隸社會。古希臘和古羅馬的奴隸社會的產生,就是由於鐵製工具的廣泛使用,促使生產力大大提高的結果。在古代中國、埃及等文明古國,則因有適合農業耕作的衝積平原,有便利的灌溉係統,所以在擁有青銅工具後,便已進入奴隸社會,而一旦鐵製工具逐步取代了青銅工具,生產力獲得飛速發展,生產關係進一步發生變化,社會便又前進一步向封建製度過渡。

    冶鐵技術和青銅冶煉技術一樣,首先是由於社會生產發展的需要。青銅工具在生產中的作用誘使人們去尋找更多的金屬資源,但因銅礦分布不廣,錫、鉛礦更是稀少,人們很自然地要去尋找新的金屬。另外,在當時已具備了冶鐵的物質和技術條件,特別是許多民族已有冶煉青銅的經驗,發明冶鐵技術是很自然的。

    早期的冶鐵技術,大多采用“固體還原法”,即冶鐵時,將鐵礦石和木炭一層夾一層地碼放在爐窯中,點火焙燒,在650—1000℃溫度下,利用碳的不完全燃燒,產生一氧化碳,使鐵礦中的氧化鐵被還原成鐵。但由於溫度不夠高,還原出來的鐵以塊狀沉到爐底,人們隻能待鐵煉成爐窯冷卻後將鐵塊取出。這種鐵實際上是海綿鐵,表麵粗糙,夾雜渣滓,不具有明顯金屬特征,有的其堅韌性還不如青銅。因此。中國古代人稱這種鐵為“惡金”。這就造成一種情況,盡管冶鐵技術的發明雖比青銅技術隻稍晚一些,但在有發達的青銅冶煉業的民族那裏,鐵器的廣泛使用卻常較使用青銅器推遲了很多年。

    在人們經過一段實踐摸索的認識過程後,終於發現,將煉出的鐵塊反複加熱和壓延錘打,才能使鐵柔韌不脆。人們還發現將赤熱的鍛鐵猛淬入冷水,會變成堅韌的好鐵。這種好鐵的性能遠遠超越於青銅之上。當人們能廣泛用這種鍛鐵製造工具時,青銅工具才逐漸被鐵器取代。 本章尚未完結,請點擊下一頁繼續閱讀---->>>

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