铁是怎么提炼出来的(古代铁是怎么提炼)

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有些穿越爱好者问我,怎么样炼铁。这个问题其实非常复杂,如果没有一定的能力是无法实现的。


直到20世纪,科学家才对钢有深入的了解,这实在很奇怪。因为锻造钢铁已经代代相传了数千年。

即使在19世纪,人类对天文、物理和化学已经有了惊人的理解。工业革命所仰赖的铸铁和炼钢还是全凭经验,靠的是直觉 仔细观察 大量运气。

在石器时代,金属非常罕见,因此备受珍惜,铜和金是当时仅有的金属来源,因为地壳上只有这两种金属是自然界存在的,只是数量不多。地壳上也有铁,但绝大部分来自于天上的陨石。

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金属是可以锻造的——加热之后会流动且有可塑性。不仅如此,金属越敲越强越坚韧,光靠打铁就能使刀刃更硬。

古代人没有什么物理化学知识,为什么钢铁越捶打越坚韧呢?

金属是由金属原子按照特定的方式堆积在一起的。

你以为是这样的

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但实际是这样的

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想使晶体变得强韧,就得让原子归位,经过反复撞击捶打,金属原子开始移动,最终到达应该具有的位置上,就得到了非常坚硬的结构,同时具有韧性。

对于史前人类,陨铁是上天对地球的恩赐,每年都会有几公斤的陨石掉落到地球,但是绝大多数都落入海底了。

时间的车轮从石器时代进入黄铜时代,又进入青铜时代,文明不断地发展。人们学会使用火焰魔法,能够将金属从石头中提取出来,并制造合金。而此时,对于铁来说却无能为力。因为温度还是太低,柴火的燃烧温度难以达到冶炼钢铁的要求。

一直到人类开始使用木炭,问题终于被解决了。人类开始使用化学魔法来制造钢铁。这也为人类的农业发展、大型战争、国家的建立提供了物质基础。

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人们利用木炭来冶炼铁。但实际上里面的反应是

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由于使用的是木炭,所以炼出的铁里面总是含有C,形成的实际上是Fe—C合金。

这种合金非常特别,碳原子不是替代铁原子存在于晶格中,而是挤在铁原子之间,把晶体拉长。所以,当铁里掺杂了太多的碳,例如比例达到4%,形成的钢就极易碎裂,根本无法用来制作工具和武器。

原始的冶炼方法是将铁矿石和木炭混合加热,那么晶体中就会掺入大量的碳,形成易碎的合金。

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炼钢犹如谜团难以把握,许多传奇因之而起。

不列颠在古罗马军团撤退后的统一及复兴,更与其中一则永恒传奇脱不了关系,那就是亚瑟王的王者之剑。据说那把剑具有魔力,谁拥有它就能统治不列颠。

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由于当时的刀剑经常折断,让武士在战场上手无寸铁。所以当一把高品质的钢剑出现,它就是战神!并且伴随着科技文明的领先,战胜蛮荒是历史发展的必然趋势。

另一个具有传奇色彩的是日本武士刀。

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武士刀使用的钢材称为玉钢,是由太平洋火山铁砂制成的。这些铁砂的主要成分为磁铁矿。

炼造玉钢的土炉称为“吹炉”,宽、高各1.2米,长3.6米。首先在吹炉里“点火”让黏土变硬,成为陶瓷,在里面仔细铺上数层铁砂和黑炭,让他们在吹炉里焖烧。整个过程大约费时一周,需要四到五人轮流照看,并用风箱把空气灌入炉内,确保炉火温度够高。说起来,这种风箱还是中国人最先发明的。

最后工匠将瓷炉敲碎,从灰烬中取出玉钢。

日本工匠的创新之处在于有能力分辨高碳钢和低碳钢,前者硬而脆,后者软而韧。工匠完全凭外观、触感和撞击时的声音来判断两者。一旦分类完成,他们就用低碳钢制作刀身,让刀非常坚韧,甚至有弹性,在打斗中不会轻易折断。刀锋则用高碳钢来制造,它虽然易碎但非常坚硬,因此可以磨得极为尖锐。工匠用锐利的高碳钢包覆强韧的低碳钢,以此完成了许多人眼中不可能完成的任务。

这种武士刀,经得起与其他刀剑对砍、耐得住和盔甲碰撞,且非常锋利,能轻松取人首级。

妖刀村正,日本最有名的日本刀之一。原是室町中期至天正年间约一百年间的伊势的刀工之名,其时正是日本进入战国时代的动荡时期,对于日本刀的需求很大。村正只生产最优秀的、可用于实战的刀,也许是因为它太过锐利,到了江户时代就开始有“邪剑”、“妖刀”的称号,而被世人所避忌。在现存的妖刀中,以被称做“妙法村正”的最为有名。

总的来说,如果穿越回古代,想真正的制成传承千古的宝刀利剑还真的不容易。

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