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(sheng)教科書上的(de)元(yuan)(yuan)素(su)周期表中(zhong),左下方(fang)的(de)元(yuan)(yuan)素(su)都屬于金屬。而在元(yuan)(yuan)素(su)周期表里的(de)100多種中(zhong),金屬元(yuan)(yuan)素(su)就占了3/4左右(you)。
在(zai)元素(su)(su)周期表中,化(hua)學(xue)元素(su)(su)分(fen)為金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)元素(su)(su)、非金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)元素(su)(su)及具有(you)雙重性(xing)(xing)能的兩(liang)性(xing)(xing)元素(su)(su)。金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)元素(su)(su)一般具有(you)熔(rong)點高、有(you)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)光(guang)澤、易傳熱、易導電等物(wu)理特性(xing)(xing)和容(rong)易形(xing)成陽離(li)子,其氧(yang)化(hua)物(wu)和水反應后生產堿等化(hua)學(xue)特性(xing)(xing)。但也有(you)和鋁一樣,平常(chang)被(bei)當作金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu),而按化(hua)學(xue)性(xing)(xing)質分(fen)類(lei)時就歸屬(shu)(shu)于兩(liang)性(xing)(xing)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的元素(su)(su)。所以說(shuo)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的定義(yi)并不(bu)是(shi)很明確,而且它的分(fen)類(lei)也比較麻煩
按物理學與(yu)化學詞典(dian),金屬的(de)定義是:在常(chang)溫下(xia),在游離(li)狀態(tai)下(xia),呈不(bu)透明的(de)固體狀態(tai),具有光澤和(he)延展性,可以對(dui)其進行機械加工(gong)的(de)店(dian)和(he)熱的(de)導體;但也有像(xiang)汞(俗稱(cheng)水銀)一樣,在常(chang)溫常(chang)壓下(xia)呈液體狀態(tai)的(de)金屬。
金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)一般較(jiao)硬(ying),但(dan)軟的(de)(de)也很(hen)多,在學術上(shang)雖(sui)然(ran)作(zuo)為(wei)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu),但(dan)一般常識上(shang)不把(ba)它當(dang)作(zuo)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)也不少(shao)。在元素周期(qi)表上(shang)雖(sui)然(ran)列(lie)為(wei)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu),但(dan)也沒有實物的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)。曾經對鎂進(jin)行(xing)切削加工的(de)(de)人(ren),就知道還有可(ke)燃的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)。從常識上(shang)說(shuo),可(ke)以把(ba)日常能見到的(de)(de)機(ji)械材料當(dang)作(zuo)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)或金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)材料。雖(sui)然(ran)說(shuo)是金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu),但(dan)在理化(hua)上(shang)的(de)(de)定義(yi)與(yu)相關金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)行(xing)業從事者及一般人(ren)對金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)材料的(de)(de)認識有很(hen)大的(de)(de)不同。
理化上的(de)定(ding)義(yi)(yi)和元(yuan)素(su)意(yi)義(yi)(yi)上的(de)金(jin)屬,對(dui)于(yu)書(shu)本的(de)讀者來(lai)說(shuo)意(yi)義(yi)(yi)不大。對(dui)在日常生活中見(jian)不到的(de)金(jin)屬,還有那樣的(de)金(jin)屬的(de)了(le)解(jie)(jie)程(cheng)就(jiu)夠(gou)了(le)。而對(dui)于(yu)在日常機械加工中頻繁接觸的(de)金(jin)屬,應(ying)盡最(zui)大努(nu)力多了(le)解(jie)(jie),起碼要比(bi)一(yi)般人多了(le)解(jie)(jie)一(yi)些。
能(neng)對金(jin)屬(shu)(shu)進行分(fen)類和整理固然很(hen)方便,但不(bu)可(ke)能(neng)做得很(hen)完整。金(jin)屬(shu)(shu)首先可(ke)以劃分(fen)為鐵和非(fei)鐵金(jin)屬(shu)(shu)。在這個地球上,鐵的(de)數(shu)量(liang)比鋁次(ci)之(zhi),居(ju)第二,用(yong)途很(hen)廣,實際用(yong)量(liang)也最多。可(ke)以說鐵是(shi)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)代名詞。相對于鐵,把不(bu)是(shi)鐵的(de)金(jin)屬(shu)(shu)劃分(fen)為非(fei)鐵金(jin)屬(shu)(shu)。
金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)按照常(chang)識來講是(shi)(shi)(shi)重的(de)(de)(de)(de),而重的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)里也(ye)有(you)相(xiang)對說輕(qing)的(de)(de)(de)(de),它就是(shi)(shi)(shi)輕(qing)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)。輕(qing)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)密(mi)度小,大概在(zai)4g/cm以(yi)下(xia),例(li)如鋁、鎂等。與輕(qing)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)相(xiang)對應(ying)的(de)(de)(de)(de)當然(ran)是(shi)(shi)(shi)重金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu),雖因公害問題經常(chang)見報,但(dan)人類還(huan)未做到(dao)正(zheng)確使用它。貴金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)因產量少,且賞心悅目,所(suo)以(yi)價格高,多用于(yu)貨幣、裝飾品等,這是(shi)(shi)(shi)常(chang)識,貴金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)有(you):金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)、銀、鉑等。還(huan)可(ke)以(yi)劃分(fen)低(di)(di)熔(rong)點金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu),金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)不燃燒、不輕(qing)易熔(rong)化,這是(shi)(shi)(shi)一般(ban)常(chang)識。低(di)(di)熔(rong)點金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)熔(rong)點低(di)(di),例(li)如鉛(qian)、錫等。汞在(zai)常(chang)溫下(xia)就是(shi)(shi)(shi)液體,所(suo)以(yi)當然(ran)屬(shu)(shu)(shu)于(yu)低(di)(di)熔(rong)點金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)。低(di)(di)熔(rong)點的(de)(de)(de)(de)界(jie)限(xian)不嚴密(mi),所(suo)以(yi)有(you)時把鋅(xin)和鏑也(ye)劃分(fen)為低(di)(di)熔(rong)點金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)。當然(ran),也(ye)有(you)相(xiang)對應(ying)的(de)(de)(de)(de)高熔(rong)點金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu),高熔(rong)點金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)界(jie)限(xian)也(ye)不嚴密(mi),鎢、鉬等高熔(rong)點金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)熔(rong)點都在(zai)2000℃以(yi)上。此(ci)外,還(huan)有(you)堿金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)、稀有(you)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)、稀土類金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)等特殊金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu),但(dan)它們在(zai)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)材料(liao)中(zhong)所(suo)占比例(li)很小。
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3600年從中國(guo)的(de)(de)殷(yin)朝(chao)的(de)(de)遺跡(ji)中就發掘出了青銅器。據(ju)下一個朝(chao)代即周(zhou)朝(chao)(約3000年前(qian))的(de)(de)史料記(ji)載,當時的(de)(de)人類根據(ju)不同的(de)(de)目的(de)(de)可以(yi)調整銅和(he)錫(xi)的(de)(de)比例。還有一種說法是周(zhou)朝(chao)時期就已出現了鐵器,但由于鐵容易(yi)生銹腐爛,所以(yi)沒有被保存(cun)下來。
按當時的技術如何提(ti)煉出鐵(tie),目前我們尚未知道(dao)。有人(ren)推測(ce)當時的人(ren)類(lei)發現(xian)并(bing)使用了從(cong)宇宙(zhou)飛來(lai)的隕石(隕石大(da)多數(shu)是以鐵(tie)和(he)鎳為主要成分的隕鐵(tie))。
初期有關(guan)金屬技術是鑄(zhu)造。因為在日本也發現了(le)(le)石(shi)制的(de)鑄(zhu)型,所以可以肯定(ding)首先是金屬利(li)器代(dai)替(ti)了(le)(le)石(shi)器,特別是使(shi)用青(qing)銅鑄(zhu)造了(le)(le)劍(jian)。
遠古時代,中國的青銅鑄造技(ji)術是(shi)通過什么途徑傳到日(ri)本呢(ni)?是(shi)物品(pin)先(xian)傳入,還(huan)是(shi)持(chi)有技(ji)術的人和物品(pin)一起(qi)并傳入的,或(huo)者是(shi)人到日(ri)本后尋找礦石,現(xian)在還(huan)不清楚。
公(gong)元708年,在日本武藏國秩父郡(jun)發現了(le)銅礦(kuang)。煉出銅后,上貢給朝廷,并把年號改為了(le)“和銅”。這在日本歷史上很有名。
根據史(shi)料記載(zai),日(ri)本人早(zao)已懂得使用鐵(tie)。公(gong)元(yuan)252年朝鮮(xian)半島的(de)百濟國就進貢了(le)叫“七(qi)支刀”的(de)鐵(tie)劍。由(you)于公(gong)元(yuan)200年日(ri)本征伐三(san)韓戰爭的(de)緣故(gu),朝鮮(xian)半島的(de)很(hen)多制鐵(tie)藝人都到了(le)日(ri)本,所以認為日(ri)本當時(shi)也有煉(lian)鐵(tie)技術。
直到現(xian)在也(ye)很著名的“風(feng)箱制鐵法”是(shi)否是(shi)從那個時期開始(shi)興起來的,而且像制造日本(ben)到所需的高(gao)難度(du)的煉鐵、制鋼、熱(re)處理技術,是(shi)經歷了何種(zhong)發(fa)展過程,現(xian)在還(huan)不(bu)得而知(zhi)。但不(bu)管怎么說這個時期日本(ben)的金屬(shu)文(wen)化水(shui)平是(shi)相當高(gao)的。
就(jiu)因為有了(le)這樣的(de)(de)鍛造技術,所(suo)以日本從引進大炮(pao)開始,就(jiu)短時(shi)間內(nei)實現了(le)火藥槍(qiang)的(de)(de)大量生(sheng)產(chan)。當時(shi)日本制造的(de)(de)第(di)一支火藥槍(qiang)的(de)(de)尾栓就(jiu)是(shi)用(yong)了(le)螺(luo)栓,但(dan)是(shi)現在還不(bu)知道這個螺(luo)栓是(shi)如何加工處理(li)的(de)(de)。
鑄(zhu)造(zao)是指(zhi)把(ba)金屬熔(rong)化(hua)并注入(ru)到(dao)鑄(zhu)型(xing)內(nei),制造(zao)出所(suo)需要形(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)的(de)物品。但(dan)鑄(zhu)造(zao)并不只取決于形(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)。像大佛那種巨(ju)大的(de)鑄(zhu)件(jian),外觀(guan)細節是無關(guan)緊要的(de),且(qie)(qie)看不見內(nei)部更不成(cheng)問題。但(dan)是,還有一(yi)種鑄(zhu)件(jian),不僅尺寸(cun)相當大,金屬成(cheng)分(fen)要求也很高(gao),而且(qie)(qie)必須要保(bao)證形(xing)(xing)狀(zhuang)(zhuang)及(ji)尺寸(cun),特別要保(bao)證內(nei)部沒有砂眼,這就是鐘。
鐘可(ke)以發出一種嗡(weng)(weng)嗡(weng)(weng)的(de)(de)(de)(de)響(xiang)亮聲音(yin)(yin)。它要(yao)求壁的(de)(de)(de)(de)上部要(yao)厚,到肩部逐(zhu)漸變薄,往下再(zai)逐(zhu)漸變厚。這(zhe)個壁厚變化是(shi)鑄造師(shi)的(de)(de)(de)(de)看家(jia)本(ben)領(ling),也是(shi)微妙地(di)影響(xiang)音(yin)(yin)色(se)的(de)(de)(de)(de)決(jue)定因素。而砂眼會(hui)影響(xiang)壁厚從而影響(xiang)音(yin)(yin)色(se)。為了(le)解決(jue)這(zhe)一不易發現(xian)的(de)(de)(de)(de)問題,當時的(de)(de)(de)(de)藝人可(ke)能(neng)采取了(le)提高鑄造溫度、使(shi)用脫(tuo)酸劑防止(zhi)氣(qi)體被吸收等措(cuo)施。鐘雖(sui)然形狀簡(jian)單,也很樸(pu)實,但它也是(shi)高水平金屬金屬的(de)(de)(de)(de)體現(xian)。
此后(hou),德川幕府的(de)鎖國政策阻滯了新的(de)金(jin)屬技(ji)術(shu)發(fa)展步(bu)伐。而到(dao)了江(jiang)戶時(shi)代(dai)末(mo)期,日(ri)本在(zai)與西歐(ou)列(lie)強(qiang)的(de)交流中認識到(dao)了技(ji)術(shu)的(de)落后(hou)。為減少(shao)這(zhe)種差異,日(ri)本政府曾倡導各地引(yin)進近代(dai)技(ji)術(shu),但(dan)短期內未能取(qu)得很好的(de)效果(guo)。

