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印度的德里铁柱为何能“千年不锈”?

作者:太阳城集团tyc234cc 时间:2022-11-27 03:13
本文摘要:德里铁柱,印度人的自满众所周知,古印度文明是人类文明的最主要起源地之一。由于古印度人热衷于拜神诵经,真正用于纪录历史的文字极为稀有,加之多次遭受外族入侵而隔绝历史,留给今天印度人可以为之自满的文化遗产并不多。树立在德里Quutat-ul-Islam(伊斯兰之力)寺遗址外的一根铁柱子或许是个破例,这根高7.2米,最粗处直径40.6厘米,总重达5865千克的大铁柱子上刻有“钱德拉”的铭文,印度人称这是为他们的钱德拉王而制作的纪念碑。

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德里铁柱,印度人的自满众所周知,古印度文明是人类文明的最主要起源地之一。由于古印度人热衷于拜神诵经,真正用于纪录历史的文字极为稀有,加之多次遭受外族入侵而隔绝历史,留给今天印度人可以为之自满的文化遗产并不多。树立在德里Quutat-ul-Islam(伊斯兰之力)寺遗址外的一根铁柱子或许是个破例,这根高7.2米,最粗处直径40.6厘米,总重达5865千克的大铁柱子上刻有“钱德拉”的铭文,印度人称这是为他们的钱德拉王而制作的纪念碑。树立在印度德里Quutat-ul-Islam废墟之外的铁柱钱德拉王本名叫旃陀罗笈多二世,约莫是公元420年前后印度河流域的一个君主,因为详细年月无法考证,所以这根庞大的铁柱制作和树立的时间也只能靠猜,总之它约莫有1500年左右的历史。

印度学者对于铁柱上的铭文有许多种翻译只管铁柱曾经被看成战利品缴获并搬运到德里,也曾被炮弹击中留下伤痕,但历经1500年的风雨侵蚀,它的上面依然没有几多铁锈,这被认为是一个奇迹。印度人据此认为他们的祖先早在2000年前就已经掌握了冶炼不锈铁的技术,这是一项值得夸耀的伟大成就。从柱身及顶端的装饰看,它的锈蚀并不严重古代的冶铁工艺一般认为,人类最早对铁的使用是从陨石开始的。

人们在埃及古老的金字塔中发现了公元前3500年用陨铁制作的珠子,其中含有7.5%的镍,说明它来自一颗铁流星;在图坦卡蒙墓中还发现了一把由陨铁制成的匕首,其中含有相似比例的铁、0.6%的钴和11%的镍。冶金考古学家们认为可能早在公元前2500~3000年,古埃及人就已经在使用陨铁来制作工具了。陨石铁具有相对的柔软性和韧性,易于冷锻,但加热后它会变脆,这是因为其中含有高比例镍的缘故。图坦卡蒙的陨铁匕首和黄金刀鞘人类最早学会从铁矿石中冶炼铁,是在公元前1600年的古巴比伦时期。

其后两河流域的炼铁技术随着雅利安人的入侵及迁徙被带到了印度河流域,雅利安人的子女吠陀人由此成为印度冶金业的祖先。在焦炭被发现和使用前,昔人大多燃烧木炭来冶炼铁,通过对这一时期印度出土的铁器以及炉渣举行化学分析,其中掺杂有过量的磷,这被认为是燃烧木炭留下的证据之一。铁中含磷超标在今天来说属于不及格产物,但它却为印度人铸造的铁柱带来了意外的效果。

这是一块出土的海绵铁现在盛行的大马士革钢最早产于印度,它的原铁通过商业回到了中东,并加工出带有漂亮花纹的刀具,事实上生产这种铁的工艺早在公元13世纪就已经失传,据称它是由一种被称为“海绵铁”的低级冶炼铁锻打而成,这与日本传统的武士刀的加工原料很是近似。由于木炭无法为矿石加热到足够的温度,铁不能完全熔化,其中会混有少量炉渣、杂质和气孔,需要通过重复加热和锻打往复除。与大马士革钢一样,德里的铁柱也是由这种海绵铁一块一块、一锤一锤地锻打出来的。

这把剑已被证明是13世纪伪造的大马士革钢德里的铁柱为什么能抗锈?冶金学家们已经证实,印度古老铁柱之所以能“防锈”,并不是因为其时的工匠们掌握了什么先进的冶铁技术。恰恰相反,这是因为其时冶炼工艺的落伍,导致铁中掺杂了过量磷的效果。

在位于印度中央邦的达尔城,也有一根锻铁的支柱,它的总长度到达13.21米,总重量比德里的铁柱重了整整1吨,据称这根铁柱是公元11世纪帕拉马拉国王Bhoja建设的胜利之柱。现在这根柱子被支解成三截横放在地上。达尔铁柱被分成三段,它同样也没有大的锈蚀研究人员从这根倒卧的铁柱上取样举行分析后发现,它与德里铁柱一样掺杂着许多杂质,而且每一部门的杂质比例都不相同,其中磷的含量从0.693%~0.851%,这是一个很是高的比例。

而它千年不锈的原因就在这里。我们知道,铁在湿润的情况下很容易与空气中的氧气发生氧化反映生成氧化铁,也就是我们常说的铁锈,铁锈发生会腐蚀铁的外貌,使其呈多孔的海绵状,从而与空气的接触面增加,这将导致锈蚀向铁件的内部生长。这是一个被严重锈蚀的采矿机械零件,险些无法辨认经原来的样子印度铁柱之所有拥有“优异的”耐大气腐蚀性,恰恰就在于它其中含有的大量熔渣杂质和磷,它发生的钝化膜阻止了内层铁进一步被氧化。当铁发生氧化时会首先生成羟基氧化铁,当外部情况合适时,这个化学反映的历程很快。

随后,铁中含有的熔渣和还没有被还原的铁氧化物(第二相颗粒)改变了铁的极化特征,使金属界面泛起磷富集,从而间接促进了铁的钝化。这时候第二相颗粒作为阴极,而金属自己作为阳极,在湿润空气中发生微小的电偶腐蚀反映,部门初始氢氧化铁也转化为磁铁矿,这在一定水平上减缓了腐蚀历程。印度河与恒河流域经常是雨水与干旱交织,这种情况为铁外貌的磷酸形成缔造了条件,随着时间的推移,在铁的外貌形成一层致密的磷酸氢铁水合物结晶,它使铁外貌钝化,从而阻止氧气与内部的铁发生化学反映,铁柱也就不再生锈了。

现代工艺经常接纳人为对金属外貌施加磷酸盐涂层来举行防锈,这被称为磷化工艺。磷化工艺常被用于那些不适合涂防锈油漆的场所,好比大多数枪械的金属外貌就广泛接纳磷化的方法来举行防锈处置惩罚。手枪的金属外貌接纳磷化工艺来防锈总结:雅利安人横扫古代四大文明中的古埃及文明、古巴比伦文明和古印度文明,同时也将两河流域先进的铁冶炼技术带到了印度河流域,并在印度进一步生长了它。

受其时技术条件的限制,冶金工匠们并不真正相识冶炼矿物的微观成份会对产物造成什么样的影响,同时使用木炭冶炼不仅无法将铁矿石加热到足够的温度,还使得锻铁中掺杂了过量的磷和矿渣。德里铁柱中多余的杂质恰恰为其阻止铁锈的侵入缔造了条件,在当地特定的气候条件下,铁柱的外貌生成的一层致密的磷酸氢铁水合物结晶使其钝化,导致空气中的氧气无法继续氧化其内部的铁,从而客观上到达了防锈的效果。这并不是印度人刻意为止,只是歪打正着而已。


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