一提起金屬,你會聯想到什么呢?硬、光亮、不可燃、易傳熱、導電,這就是我們對在線亞洲日產一區二區:金屬的感覺。
學生教(jiao)科(ke)書上的(de)元(yuan)素(su)(su)周(zhou)期表中,左(zuo)下方的(de)元(yuan)素(su)(su)都屬(shu)(shu)于(yu)金屬(shu)(shu)。而在元(yuan)素(su)(su)周(zhou)期表里的(de)100多種中,金屬(shu)(shu)元(yuan)素(su)(su)就(jiu)占了(le)3/4左(zuo)右(you)。
在元(yuan)素(su)(su)周(zhou)期表(biao)中,化(hua)(hua)學(xue)元(yuan)素(su)(su)分為金(jin)屬(shu)元(yuan)素(su)(su)、非金(jin)屬(shu)元(yuan)素(su)(su)及具有雙(shuang)重性(xing)能的兩性(xing)元(yuan)素(su)(su)。金(jin)屬(shu)元(yuan)素(su)(su)一(yi)般(ban)具有熔點(dian)高、有金(jin)屬(shu)光(guang)澤、易傳熱、易導電等物理特(te)性(xing)和容易形(xing)成陽離子,其(qi)氧化(hua)(hua)物和水反應(ying)后生產堿等化(hua)(hua)學(xue)特(te)性(xing)。但也(ye)有和鋁(lv)一(yi)樣,平常被當(dang)作金(jin)屬(shu),而按化(hua)(hua)學(xue)性(xing)質分類時就歸屬(shu)于兩性(xing)金(jin)屬(shu)的元(yuan)素(su)(su)。所以(yi)說金(jin)屬(shu)的定義并(bing)不是很明確,而且它(ta)的分類也(ye)比較(jiao)麻煩
按(an)物理學與(yu)化學詞典,金(jin)屬(shu)的(de)定(ding)義是:在常(chang)(chang)溫下,在游離(li)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)下,呈不(bu)透明的(de)固體(ti)(ti)狀(zhuang)(zhuang)態(tai),具(ju)有(you)(you)光澤(ze)和(he)延(yan)展性,可以(yi)對其進(jin)行機械加工的(de)店和(he)熱的(de)導體(ti)(ti);但也有(you)(you)像(xiang)汞(俗稱水銀)一樣,在常(chang)(chang)溫常(chang)(chang)壓下呈液(ye)體(ti)(ti)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)的(de)金(jin)屬(shu)。
金(jin)屬(shu)一般(ban)較硬(ying),但(dan)軟的(de)(de)也很(hen)多(duo),在學術上(shang)(shang)雖然作(zuo)為金(jin)屬(shu),但(dan)一般(ban)常(chang)(chang)(chang)識上(shang)(shang)不把它當作(zuo)金(jin)屬(shu)的(de)(de)也不少。在元素周(zhou)期表上(shang)(shang)雖然列(lie)為金(jin)屬(shu),但(dan)也沒有(you)實(shi)物的(de)(de)金(jin)屬(shu)。曾經(jing)對(dui)鎂進(jin)行切削(xue)加工的(de)(de)人,就知道(dao)還有(you)可燃的(de)(de)金(jin)屬(shu)。從常(chang)(chang)(chang)識上(shang)(shang)說,可以把日(ri)常(chang)(chang)(chang)能(neng)見到的(de)(de)機械材(cai)料當作(zuo)金(jin)屬(shu)或金(jin)屬(shu)材(cai)料。雖然說是(shi)金(jin)屬(shu),但(dan)在理化上(shang)(shang)的(de)(de)定義與(yu)相關金(jin)屬(shu)行業從事者及一般(ban)人對(dui)金(jin)屬(shu)材(cai)料的(de)(de)認識有(you)很(hen)大的(de)(de)不同。
理化上(shang)的定(ding)義和元素意義上(shang)的金(jin)(jin)屬(shu),對(dui)于書本的讀者(zhe)來說意義不(bu)大(da)。對(dui)在(zai)日常(chang)生(sheng)活中(zhong)(zhong)見不(bu)到(dao)的金(jin)(jin)屬(shu),還(huan)有(you)那樣(yang)的金(jin)(jin)屬(shu)的了解程(cheng)就夠了。而對(dui)于在(zai)日常(chang)機械(xie)加工中(zhong)(zhong)頻(pin)繁接(jie)觸(chu)的金(jin)(jin)屬(shu),應(ying)盡(jin)最大(da)努力多(duo)(duo)了解,起碼要比一般人多(duo)(duo)了解一些(xie)。
能(neng)對金(jin)屬進(jin)行分類和(he)整理固然(ran)很(hen)方便(bian),但不可能(neng)做得很(hen)完整。金(jin)屬首先(xian)可以(yi)劃(hua)分為(wei)鐵(tie)(tie)和(he)非(fei)鐵(tie)(tie)金(jin)屬。在這個地(di)球上,鐵(tie)(tie)的(de)數(shu)量比鋁次(ci)之,居第二,用(yong)途很(hen)廣,實際(ji)用(yong)量也最多(duo)。可以(yi)說鐵(tie)(tie)是金(jin)屬的(de)代名詞。相對于鐵(tie)(tie),把不是鐵(tie)(tie)的(de)金(jin)屬劃(hua)分為(wei)非(fei)鐵(tie)(tie)金(jin)屬。
金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)按照常(chang)(chang)識(shi)(shi)來講是(shi)重(zhong)的(de)(de),而重(zhong)的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)里也(ye)有(you)(you)相對(dui)說輕(qing)(qing)的(de)(de),它(ta)就是(shi)輕(qing)(qing)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)。輕(qing)(qing)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)密(mi)(mi)度(du)小,大概在(zai)4g/cm以(yi)(yi)(yi)下(xia),例如(ru)鋁(lv)、鎂等(deng)(deng)。與輕(qing)(qing)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)相對(dui)應的(de)(de)當然是(shi)重(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu),雖因公(gong)害(hai)問題經常(chang)(chang)見報,但(dan)人類還未做到正確使用它(ta)。貴金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)因產量少(shao),且賞(shang)心悅目,所以(yi)(yi)(yi)價格(ge)高(gao),多用于(yu)貨(huo)幣(bi)、裝飾品等(deng)(deng),這(zhe)是(shi)常(chang)(chang)識(shi)(shi),貴金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)有(you)(you):金(jin)(jin)、銀、鉑等(deng)(deng)。還可以(yi)(yi)(yi)劃分低(di)(di)(di)熔(rong)點(dian)(dian)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu),金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)不(bu)燃燒、不(bu)輕(qing)(qing)易熔(rong)化,這(zhe)是(shi)一般常(chang)(chang)識(shi)(shi)。低(di)(di)(di)熔(rong)點(dian)(dian)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)熔(rong)點(dian)(dian)低(di)(di)(di),例如(ru)鉛(qian)、錫(xi)等(deng)(deng)。汞在(zai)常(chang)(chang)溫下(xia)就是(shi)液體,所以(yi)(yi)(yi)當然屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)于(yu)低(di)(di)(di)熔(rong)點(dian)(dian)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)。低(di)(di)(di)熔(rong)點(dian)(dian)的(de)(de)界(jie)限不(bu)嚴密(mi)(mi),所以(yi)(yi)(yi)有(you)(you)時把(ba)鋅和鏑也(ye)劃分為低(di)(di)(di)熔(rong)點(dian)(dian)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)。當然,也(ye)有(you)(you)相對(dui)應的(de)(de)高(gao)熔(rong)點(dian)(dian)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu),高(gao)熔(rong)點(dian)(dian)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)界(jie)限也(ye)不(bu)嚴密(mi)(mi),鎢、鉬等(deng)(deng)高(gao)熔(rong)點(dian)(dian)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)熔(rong)點(dian)(dian)都在(zai)2000℃以(yi)(yi)(yi)上。此外,還有(you)(you)堿金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)、稀有(you)(you)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)、稀土類金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)等(deng)(deng)特殊金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu),但(dan)它(ta)們在(zai)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)材料(liao)中所占比(bi)例很(hen)小。
據說人類從石器時代開始利用金屬,已有4000~5000年的歷史了,當時使用的是青銅。已經回使用火的人類在某種動機下,或者在偶然的情況下,把色彩斑斕的銅礦石扔進了火堆里,發現了火燒后留下的被還原銅。或者發現并利用了自然狀態下的青銅。這只是我們推測。
不管怎么說,距今(jin)3600年從中國的(de)(de)殷朝(chao)的(de)(de)遺跡中就發掘出了青(qing)銅器。據下一個(ge)朝(chao)代即周朝(chao)(約3000年前)的(de)(de)史料記載(zai),當(dang)時的(de)(de)人類(lei)根據不同的(de)(de)目的(de)(de)可(ke)以(yi)調整銅和錫的(de)(de)比例。還(huan)有一種說法(fa)是(shi)周朝(chao)時期就已出現了鐵(tie)(tie)器,但由于鐵(tie)(tie)容易生銹腐爛(lan),所以(yi)沒有被保存下來(lai)。
按當(dang)時的技(ji)術如何提煉出鐵,目前我們(men)尚(shang)未知道(dao)。有人(ren)推(tui)測當(dang)時的人(ren)類發(fa)現并使(shi)用了從宇宙飛來的隕(yun)石(shi)(隕(yun)石(shi)大多數是以鐵和鎳為主要成分的隕(yun)鐵)。
初(chu)期(qi)有關金屬技術(shu)是鑄造。因為在日本也發現了石制(zhi)的鑄型(xing),所(suo)以可(ke)以肯(ken)定首(shou)先是金屬利器代替了石器,特(te)別是使用青銅鑄造了劍(jian)。
遠(yuan)古時代,中國的青銅(tong)鑄造技術是通過什么途徑傳(chuan)到(dao)日本呢?是物品(pin)先傳(chuan)入,還是持有技術的人和物品(pin)一起并傳(chuan)入的,或者是人到(dao)日本后尋(xun)找礦石,現在還不清楚(chu)。
公(gong)元(yuan)708年(nian),在日(ri)本武(wu)藏國秩父郡發現了(le)銅礦。煉出銅后,上貢給朝廷,并把年(nian)號改(gai)為了(le)“和銅”。這在日(ri)本歷(li)史上很有名。
根據史料記載(zai),日(ri)本人早已懂(dong)得使用(yong)鐵(tie)。公元252年(nian)朝鮮半島(dao)的(de)百濟國就進貢了(le)叫(jiao)“七(qi)支刀”的(de)鐵(tie)劍。由于公元200年(nian)日(ri)本征伐三韓戰爭(zheng)的(de)緣故(gu),朝鮮半島(dao)的(de)很多制鐵(tie)藝人都到(dao)了(le)日(ri)本,所以認為(wei)日(ri)本當時也有煉鐵(tie)技術(shu)。
直到(dao)現(xian)在(zai)也很(hen)著(zhu)名的(de)(de)“風箱制鐵法”是否是從(cong)那(nei)個時期(qi)開始興起來的(de)(de),而且像制造日本(ben)到(dao)所需的(de)(de)高難度的(de)(de)煉鐵、制鋼(gang)、熱處理技術,是經歷了(le)何種發展過程,現(xian)在(zai)還不(bu)得而知(zhi)。但不(bu)管怎么說這(zhe)個時期(qi)日本(ben)的(de)(de)金(jin)屬文(wen)化水平是相當高的(de)(de)。
就(jiu)因為有了(le)(le)這樣的(de)鍛造技術,所以日本從(cong)引進大炮開始,就(jiu)短(duan)時間(jian)內實(shi)現了(le)(le)火藥槍的(de)大量(liang)生產(chan)。當時日本制造的(de)第一支火藥槍的(de)尾栓就(jiu)是(shi)用了(le)(le)螺栓,但是(shi)現在還不(bu)知道這個螺栓是(shi)如何加(jia)工處理的(de)。
鑄(zhu)造(zao)是指(zhi)把金屬熔(rong)化并(bing)注入到鑄(zhu)型內(nei),制(zhi)造(zao)出所需要(yao)(yao)(yao)形(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)的物(wu)品。但鑄(zhu)造(zao)并(bing)不(bu)只取決于形(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)。像(xiang)大(da)佛(fo)那種巨大(da)的鑄(zhu)件,外觀細(xi)節(jie)是無(wu)關緊(jin)要(yao)(yao)(yao)的,且看(kan)不(bu)見(jian)內(nei)部(bu)更不(bu)成問(wen)題。但是,還有(you)一種鑄(zhu)件,不(bu)僅尺寸(cun)相當大(da),金屬成分要(yao)(yao)(yao)求(qiu)也(ye)很高,而且必(bi)須要(yao)(yao)(yao)保證(zheng)形(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)及尺寸(cun),特(te)別要(yao)(yao)(yao)保證(zheng)內(nei)部(bu)沒有(you)砂(sha)眼,這就是鐘。
鐘(zhong)可以發(fa)出一種嗡嗡的(de)響(xiang)(xiang)亮聲(sheng)音(yin)。它要求(qiu)壁(bi)的(de)上部(bu)要厚,到肩部(bu)逐漸(jian)變薄,往下再逐漸(jian)變厚。這(zhe)(zhe)個(ge)壁(bi)厚變化是(shi)鑄造師的(de)看家(jia)本領(ling),也(ye)(ye)是(shi)微妙(miao)地(di)影響(xiang)(xiang)音(yin)色(se)的(de)決定因素。而砂眼(yan)會影響(xiang)(xiang)壁(bi)厚從而影響(xiang)(xiang)音(yin)色(se)。為了解決這(zhe)(zhe)一不易(yi)發(fa)現的(de)問題,當時的(de)藝人可能采(cai)取了提高鑄造溫(wen)度、使用脫酸(suan)劑防(fang)止氣體被吸(xi)收(shou)等(deng)措施。鐘(zhong)雖然形狀簡單,也(ye)(ye)很(hen)樸實,但它也(ye)(ye)是(shi)高水平金屬金屬的(de)體現。
此后(hou),德川幕府的(de)鎖國政策阻滯了(le)新的(de)金屬技(ji)術(shu)發展步伐。而到了(le)江戶時代末期,日本在(zai)與西歐列強的(de)交(jiao)流中認識到了(le)技(ji)術(shu)的(de)落(luo)后(hou)。為(wei)減少這種(zhong)差異,日本政府曾倡導各地(di)引(yin)進(jin)近代技(ji)術(shu),但短期內未能(neng)取得很好的(de)效果。

