又到了精彩刺激的科普環節。
今天和大家聊聊金屬行業,金銀銅鐵,和鋼。
石器時代,青銅時代,鐵器時代,是怎麼形成呢?
這主要來源於人對堅硬物質的追求。
石器時代很好理解,就是利用堅固的岩石製作成石矛,石斧,主要的目的是用來狩獵,可在石器時代中,如何加工出一柄合格的石矛呢,首先要有一把堅固的石錘和石鑿,錘和鑿必須比矛頭堅硬,才不會矛沒砸出來,錘子到碎了。
在這個基礎上,金屬便被人所發現。
含金屬的礦石,自然比一般的石頭更加堅硬,於是銅便被發現了。
因為銅和鐵不一樣,鐵礦石在自然界中是無法天然形成的,但銅和金卻可以,首先是純銅被發現,用來製作堅硬的銅錘,銅鑿。
然後金銀也被陸續發現。
金銀銅,這三種金屬都是可以獨立形成很大一塊的,像前文提到的狗頭金和天然銅塊。
這些都是單質金屬。
所以便奠定了黃金和白銀的地位。
貴金屬,便形成最貴重的東西。
然後學會了利用火,進入了陶器時代,人類發現了泥土經過高溫燒製,可以變成陶器,學會了最初級的冶煉技術,下一步就開始冶煉銅礦了,把銅礦石裏的雜質去除,將小塊的銅進行熔煉,鑄造,但銅的硬度不夠,所以又加入了錫礦石與銅礦石一起熔煉,獲得更加堅硬的青銅。
就進入了青銅時代。
但早期的青銅時代,是沒有鐵的,是冶煉技術的問題,銅和金的熔點隻需要1000攝氏度左右,但鐵需要1500度左右,人即使很早就發現了鐵礦石,但溫度搞不上去,提煉不出來。
人對於鐵的利用,是來自隕石。
含鐵量高的隕石,在通過大氣層之後,急速燃燒,在下墜的過程中冶煉出純鐵,埃及法老圖坦卡蒙的墓裏,就曾出土過一件隕鐵匕首,由於無法自主提煉,所以隕鐵在一段時間內,是世界上最為貴重的東西。
然後到了公元1300年左右,兩河流域的赫梯帝國,在與埃及的對抗中強大起來,他們是世界上首先利用煤炭的國家,煤的燃燒肯定比木柴強多了,在這基礎上,又用草木灰和石英砂發明了耐火磚,再加上鼓風機,終於將爐溫達到了煉鐵的需求,起初的目的,是為國王煉製隕鐵,終於成功了。
又開創性的熔煉鐵礦石,終於得到了鐵。
並借助鐵器,建立了當時世界上最為強大的軍隊。
煤炭的利用,幫助曆史進入了鐵器時代。
而中國這邊要晚了一些,大約在春秋時期,才開始出現了生鐵冶煉,大規模的應用要等到東漢時期,這裏有個關鍵的知識點,鐵為什麼需要反複捶打呢?
因為鐵元素有個特點,他在地球上是不以單質存在的。
那什麼是單質存在呢?純銅,純金,天然銅塊,天然金塊,這種就是單質存在的東西。
除了隕鐵之外,你是絕對無法找到一塊天然純鐵的。
必須要熔煉。
而古代人要煉製一塊鐵,有多難呢,這是一個相當漫長的過程,首先是溫度方麵,春秋時期的工匠,為了提高燃燒的溫度,首先發明了木炭,將木柴然後過後用沙土覆蓋起來,進行悶燒,得到高品質的木炭,然後在製造爐子的時候也是費盡腦筋,首先需要篩選最細膩的泥土,拿來反複過濾,揉捏,得到最細膩的精土,精土造爐時,還要加入一定比例的稻杆,草木灰,燃燒過後,讓泥窯具有一定的透氣性,不至於熱脹冷縮讓爐子炸裂。