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。
學生教科書上(shang)的(de)元(yuan)素(su)周期表中,左(zuo)下方的(de)元(yuan)素(su)都屬(shu)于金屬(shu)。而(er)在(zai)元(yuan)素(su)周期表里的(de)100多種中,金屬(shu)元(yuan)素(su)就占了3/4左(zuo)右。
在元素(su)周期表中,化(hua)學元素(su)分(fen)為金屬元素(su)、非(fei)金屬元素(su)及具有雙重性(xing)能的(de)(de)兩性(xing)元素(su)。金屬元素(su)一般(ban)具有熔點(dian)高、有金屬光澤(ze)、易(yi)傳熱、易(yi)導電等(deng)物理特性(xing)和(he)容易(yi)形成(cheng)陽(yang)離子,其(qi)氧化(hua)物和(he)水反應后生產堿(jian)等(deng)化(hua)學特性(xing)。但也有和(he)鋁一樣,平常被當(dang)作金屬,而按(an)化(hua)學性(xing)質分(fen)類時就歸屬于兩性(xing)金屬的(de)(de)元素(su)。所以說(shuo)金屬的(de)(de)定(ding)義并(bing)不是很(hen)明確,而且(qie)它的(de)(de)分(fen)類也比(bi)較麻煩
按物理(li)學(xue)(xue)與化學(xue)(xue)詞典,金(jin)屬的(de)定(ding)義是:在常(chang)(chang)溫下,在游離狀態下,呈(cheng)(cheng)不(bu)透明的(de)固體狀態,具有(you)光澤和延展性,可(ke)以(yi)對其(qi)進(jin)行機械(xie)加工的(de)店和熱的(de)導體;但也有(you)像(xiang)汞(俗稱水銀)一樣,在常(chang)(chang)溫常(chang)(chang)壓下呈(cheng)(cheng)液體狀態的(de)金(jin)屬。
金(jin)屬一(yi)(yi)般較硬,但(dan)(dan)軟的(de)(de)(de)也(ye)很多(duo),在學術(shu)上雖然(ran)作為(wei)金(jin)屬,但(dan)(dan)一(yi)(yi)般常(chang)識上不把它當作金(jin)屬的(de)(de)(de)也(ye)不少。在元素周期表上雖然(ran)列(lie)為(wei)金(jin)屬,但(dan)(dan)也(ye)沒有實(shi)物(wu)的(de)(de)(de)金(jin)屬。曾經對鎂(mei)進(jin)行切削加工(gong)的(de)(de)(de)人,就知道還有可(ke)燃(ran)的(de)(de)(de)金(jin)屬。從常(chang)識上說,可(ke)以(yi)把日常(chang)能見(jian)到的(de)(de)(de)機械(xie)材料(liao)當作金(jin)屬或金(jin)屬材料(liao)。雖然(ran)說是金(jin)屬,但(dan)(dan)在理化(hua)上的(de)(de)(de)定義與相關(guan)金(jin)屬行業從事者及(ji)一(yi)(yi)般人對金(jin)屬材料(liao)的(de)(de)(de)認(ren)識有很大的(de)(de)(de)不同。
理化上(shang)的(de)定(ding)義(yi)和元(yuan)素意(yi)(yi)義(yi)上(shang)的(de)金(jin)屬,對(dui)(dui)于書本的(de)讀者來說意(yi)(yi)義(yi)不大(da)。對(dui)(dui)在日常生活中見不到(dao)的(de)金(jin)屬,還有(you)那樣的(de)金(jin)屬的(de)了解(jie)(jie)程就夠了。而對(dui)(dui)于在日常機械加工中頻繁(fan)接觸的(de)金(jin)屬,應盡最(zui)大(da)努力多(duo)(duo)了解(jie)(jie),起(qi)碼要(yao)比一般人多(duo)(duo)了解(jie)(jie)一些。
能(neng)對(dui)金(jin)屬(shu)(shu)進行分類和整理(li)固(gu)然(ran)很方便,但不可(ke)能(neng)做得很完整。金(jin)屬(shu)(shu)首(shou)先可(ke)以(yi)劃分為鐵(tie)和非(fei)鐵(tie)金(jin)屬(shu)(shu)。在這(zhe)個地球上,鐵(tie)的數量比鋁次之,居第二(er),用途很廣,實際用量也最多。可(ke)以(yi)說鐵(tie)是金(jin)屬(shu)(shu)的代(dai)名詞。相對(dui)于鐵(tie),把不是鐵(tie)的金(jin)屬(shu)(shu)劃分為非(fei)鐵(tie)金(jin)屬(shu)(shu)。
金(jin)屬(shu)(shu)(shu)按(an)照常(chang)(chang)識來講是(shi)(shi)重的(de)(de),而重的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)里也(ye)有(you)(you)相(xiang)對(dui)說輕(qing)的(de)(de),它就(jiu)是(shi)(shi)輕(qing)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)。輕(qing)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)密(mi)度小,大(da)概在4g/cm以(yi)下,例(li)如鋁、鎂等。與輕(qing)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)相(xiang)對(dui)應的(de)(de)當(dang)然是(shi)(shi)重金(jin)屬(shu)(shu)(shu),雖因(yin)公害問題經常(chang)(chang)見報(bao),但(dan)人類還未做到正確使(shi)用它。貴(gui)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)因(yin)產(chan)量少,且(qie)賞心(xin)悅目,所以(yi)價格高,多(duo)用于貨幣、裝飾品(pin)等,這是(shi)(shi)常(chang)(chang)識,貴(gui)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)有(you)(you):金(jin)、銀、鉑(bo)等。還可以(yi)劃分低(di)熔(rong)點(dian)金(jin)屬(shu)(shu)(shu),金(jin)屬(shu)(shu)(shu)不燃燒、不輕(qing)易熔(rong)化,這是(shi)(shi)一般(ban)常(chang)(chang)識。低(di)熔(rong)點(dian)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)熔(rong)點(dian)低(di),例(li)如鉛、錫等。汞在常(chang)(chang)溫下就(jiu)是(shi)(shi)液(ye)體,所以(yi)當(dang)然屬(shu)(shu)(shu)于低(di)熔(rong)點(dian)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)。低(di)熔(rong)點(dian)的(de)(de)界限(xian)不嚴密(mi),所以(yi)有(you)(you)時把鋅和鏑也(ye)劃分為低(di)熔(rong)點(dian)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)。當(dang)然,也(ye)有(you)(you)相(xiang)對(dui)應的(de)(de)高熔(rong)點(dian)金(jin)屬(shu)(shu)(shu),高熔(rong)點(dian)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)界限(xian)也(ye)不嚴密(mi),鎢(wu)、鉬等高熔(rong)點(dian)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)熔(rong)點(dian)都在2000℃以(yi)上。此外,還有(you)(you)堿金(jin)屬(shu)(shu)(shu)、稀(xi)有(you)(you)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)、稀(xi)土類金(jin)屬(shu)(shu)(shu)等特殊金(jin)屬(shu)(shu)(shu),但(dan)它們在金(jin)屬(shu)(shu)(shu)材料(liao)中(zhong)所占比例(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(zen)么說,距今3600年(nian)從中國的(de)殷朝(chao)的(de)遺跡中就發掘出了(le)青銅器。據(ju)下一(yi)個朝(chao)代即周朝(chao)(約3000年(nian)前(qian))的(de)史料記載,當時的(de)人類根據(ju)不同的(de)目的(de)可以調整銅和錫(xi)的(de)比例。還有一(yi)種說法是周朝(chao)時期就已(yi)出現了(le)鐵(tie)器,但(dan)由(you)于鐵(tie)容易生銹腐(fu)爛,所(suo)以沒有被(bei)保存下來。
按(an)當時(shi)的技術如何提煉出鐵(tie),目前(qian)我(wo)們尚(shang)未(wei)知道(dao)。有(you)人(ren)(ren)推測當時(shi)的人(ren)(ren)類發現并使用了(le)從宇宙(zhou)飛來的隕石(隕石大多數(shu)是(shi)以鐵(tie)和鎳為主要成分的隕鐵(tie))。
初期有關金屬(shu)(shu)技(ji)術(shu)是(shi)鑄造(zao)。因為在(zai)日本也發現了石(shi)制(zhi)的(de)鑄型,所以(yi)可(ke)以(yi)肯定首先是(shi)金屬(shu)(shu)利(li)器代(dai)替了石(shi)器,特別是(shi)使用(yong)青銅鑄造(zao)了劍。
遠(yuan)古時代,中(zhong)國的(de)青銅(tong)鑄造技術是通過什么途徑傳(chuan)到日(ri)本呢?是物(wu)品先(xian)傳(chuan)入,還是持(chi)有技術的(de)人和物(wu)品一起(qi)并傳(chuan)入的(de),或者是人到日(ri)本后尋找礦(kuang)石(shi),現(xian)在還不清(qing)楚。
公元708年,在日本武(wu)藏國秩父郡(jun)發現了銅礦。煉出銅后,上(shang)貢給(gei)朝廷(ting),并(bing)把(ba)年號改為了“和銅”。這(zhe)在日本歷史上(shang)很有名(ming)。
根據史料記載,日(ri)(ri)本(ben)(ben)人早已懂得使用鐵(tie)。公元(yuan)252年朝鮮(xian)半(ban)島的(de)百濟國(guo)就進貢了叫“七支刀”的(de)鐵(tie)劍。由于公元(yuan)200年日(ri)(ri)本(ben)(ben)征伐三韓(han)戰爭的(de)緣故,朝鮮(xian)半(ban)島的(de)很多制鐵(tie)藝人都(dou)到了日(ri)(ri)本(ben)(ben),所(suo)以認為日(ri)(ri)本(ben)(ben)當時也有煉鐵(tie)技術(shu)。
直到現在(zai)也很著名的(de)“風箱(xiang)制鐵法”是(shi)(shi)否(fou)是(shi)(shi)從(cong)那個(ge)時(shi)期(qi)(qi)開始興起來的(de),而且像(xiang)制造日(ri)(ri)本到所需的(de)高(gao)難度的(de)煉(lian)鐵、制鋼、熱處理技術,是(shi)(shi)經歷了何種發展過程(cheng),現在(zai)還不得而知。但不管怎么說這個(ge)時(shi)期(qi)(qi)日(ri)(ri)本的(de)金屬文化水平是(shi)(shi)相當(dang)高(gao)的(de)。
就因為(wei)有了(le)這(zhe)樣的鍛造技術,所以日本從引進(jin)大炮開始,就短(duan)時間內(nei)實現了(le)火藥(yao)槍的大量生產(chan)。當時日本制造的第(di)一支(zhi)火藥(yao)槍的尾栓(shuan)就是用了(le)螺栓(shuan),但是現在還(huan)不知道這(zhe)個螺栓(shuan)是如何加工處理的。
鑄(zhu)(zhu)(zhu)造是指把金(jin)屬熔化并注入到鑄(zhu)(zhu)(zhu)型內,制造出所需要(yao)形(xing)狀的(de)物品。但鑄(zhu)(zhu)(zhu)造并不(bu)只取決(jue)于形(xing)狀。像大佛那種巨大的(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian),外觀細節是無關緊要(yao)的(de),且(qie)看不(bu)見(jian)內部(bu)更(geng)不(bu)成問(wen)題(ti)。但是,還有(you)一(yi)種鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)(jian),不(bu)僅尺(chi)寸(cun)相當大,金(jin)屬成分要(yao)求也很高,而且(qie)必須要(yao)保(bao)證形(xing)狀及尺(chi)寸(cun),特別要(yao)保(bao)證內部(bu)沒有(you)砂(sha)眼,這就(jiu)是鐘。
鐘可以發(fa)出一種嗡嗡的(de)(de)響亮聲音(yin)。它要求壁(bi)的(de)(de)上部要厚,到肩部逐(zhu)漸變(bian)薄,往下再逐(zhu)漸變(bian)厚。這(zhe)個壁(bi)厚變(bian)化是(shi)鑄(zhu)(zhu)造師的(de)(de)看家本領(ling),也是(shi)微妙地影(ying)響音(yin)色(se)的(de)(de)決(jue)(jue)定(ding)因素。而砂眼會(hui)影(ying)響壁(bi)厚從而影(ying)響音(yin)色(se)。為了解(jie)決(jue)(jue)這(zhe)一不易發(fa)現的(de)(de)問題,當時的(de)(de)藝(yi)人可能采取了提高(gao)鑄(zhu)(zhu)造溫度、使用脫酸劑防止氣(qi)體被吸收等(deng)措施。鐘雖然形狀簡單,也很樸實,但它也是(shi)高(gao)水平金屬(shu)金屬(shu)的(de)(de)體現。
此(ci)后,德(de)川幕(mu)府的(de)(de)鎖國政(zheng)策阻滯(zhi)了新的(de)(de)金(jin)屬技術(shu)(shu)發展步伐(fa)。而到了江戶時代末期,日本在與西歐列(lie)強的(de)(de)交(jiao)流中認(ren)識到了技術(shu)(shu)的(de)(de)落后。為減少這種差異,日本政(zheng)府曾倡導各地引進近(jin)代技術(shu)(shu),但(dan)短期內未(wei)能取得很(hen)好的(de)(de)效果。