自然科普:从金箍棒到美队盾牌,这类资料弗成或缺

作者:百科 来源:知识 浏览: 【 】 发布时间:2023-01-30 11:55:28 评论数:

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西纪行里孙悟空一柱擎天,从金风卷残云的箍棒金箍棒;漫威宇宙中金刚狼凉气逼人,银光闪闪的到美队盾利爪;美国队长坚弗成摧,滑腻通亮的牌类妖娆柔美健身操盾牌和钢铁侠气概汹汹,帅气酷炫的弗成战甲,这些“趁手兵器”都是或缺超等俊杰们最具标忘性的咭片。不过,自然资料统不雅这些古今中外的科普神兵利器,真实都有一个合营的从金名字——合金

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合金制成的箍棒菜刀

(图片来源:veer图库)

从超等俊杰们的神兵利器到往常庶平易近的菜刀,为甚么无一例外用的到美队盾都是合金而不是纯金属呢?合金比拟于纯金属又有哪些弗成替代的优势?这还要从合金的出身讲起

Part.1

见证汗青停顿的牌类合金

合金是指一种金属与另一种或几种金属或非金属经由异化凝集,冷却凝结后取得的弗成健身操直播银川具有金属性质的固体产品。由此不雅之,合金是在一种纯金属的基本上参与了其他的金属或非金属元素所构成的异化物

资料经常成为一个时代的标志,而除了邃古的石器时代以外,青铜器时代、铁器时代和近百年内铝等金属的运用,都离不开合金的身影。青铜是金属冶铸史上最早的合金,是在纯铜(紫铜)中参与锡或铅所构成的合金。

我国早在距今5000年支配的夏代,就有关于人们冶铸青铜器的记载。而鼎盛时代则是在商、西周、春秋及战国初期,宁波健身操直播继续时辰约一千六百余年。这个时代的青铜看重要分为礼乐器、兵器及杂器等。曾侯乙编钟,越王勾践剑均是这段时代的青铜器代表,传世国宝。虽然已觉醒了2000多年,其钟照旧荡气回肠,其剑照旧削铁如泥。

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曾侯乙编钟(左)和越王勾践剑(右)

图片来源:veer图库

变卦时代一样深刻指战国末年至秦汉末年这段时辰,伴跟着礼崩乐坏,由青铜器所构建的的礼法逐渐解体。而国之大年夜事,在祀与戎,郭富城健身操全集取而代之的,是跟着兵器和祭奠用品中铁器的出现,人们末尾迎来了铁器时代。

铁器是以金属铁和碳元素所构成的合金,依据个中含碳的比例,可分为生铁、熟铁和钢。实践上在自然界中,铁的储量远高于铜。而之所以在问世时辰上被青铜疾足先得,是由于炼铁所需温度较高,要到达1500℃,青铜器时代的人们还没法到达这类温度和工艺的央求。

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汉代铁器

(图片来源:郑州市古荥汉代冶铁遗址博物馆)

Part.2

合金比纯金属强在哪儿?

起首,南昌健身操招募严厉意义上说,地球上本就不存在100%的纯金属,我们所接触到的一切金属,都属于合金范围。由于从迷信上严谨地讲,金属弗成能有100%纯,也没法考验是不是100%纯。所以金银市场所谓的“纯金”、“纯银”,也仅仅是接近100%的纯度罢了,除非把非金非银的原子一个一个挑出来,才干取得100%纯度的金银,这清楚是弗成能完成的事项。

然则而今的提炼技艺已可以取得纯度到达99.999%的金属,其运用机能和100%的纯金属已并无二致,所以深刻地讲,我们可以把杂质总含量在0.1%以下的金属称为纯金属。

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图片来源:veer图库

其次,合金拥有纯金属所不具有的一些共同的优势。比如合金的硬度一样深刻比其基体的硬度大年夜,所谓固溶强化,比如铝合金的硬度比纯铝的硬度大年夜很多。不过也存在一些特例,例如钠钾合金是液态的,用于原子反响堆里的导热剂)。

合金的导电性和导热性低于任一组分金属。运用合金的这一特点,可以制造高电阻和高热阻资料,还可制造有非凡机能的资料;有的合金抗腐亏身手强于任一组分金属,如在铁中掺入15%铬和9%的镍可以取得耐蜕化的不锈钢。

Part.3

各路神通的“合金兵器”

西纪行中关于金箍棒的描画是多么的“棒是九转镔铁炼,老君亲手炉中煅。禹王求得号神珍,四海八河为定验”。这外面的九转镔铁,实践上就是不锈钢,它是一种铁碳合金,原产于伊朗、印度等地,南北朝时代引入中国

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图片来源:影视剧《西纪行》

到了明朝,上等的兵器都选用不锈钢制备。把其外不雅磨光再用蜕化剂处置,可见斑纹,就被称为“宾铁”。“老君亲手炉中煅”指的就是不锈钢加工时所必弗成少的锻造技艺,是让钢铁逐突变硬的进程。并且结合前面那句“四海八河为定验”,证明金箍棒既可以置于海水傍边,又可以置于海水傍边而不蜕化生锈,再次验证了其材质是不锈钢的猜想。

而狼叔的利爪和美队的盾牌,据原著的描画,均来自于“艾德曼合金”,虽然地球上而今还没有这类合金。在钢铁侠的浩瀚战甲傍边,钛合金战甲则占据着最重要的位置。

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金刚狼利爪(左)和美国队长盾牌(右)

图片来源:片子《金刚狼》《美国队长》

钛合金是在金属钛中掺入了铝、钒等金属所制成的合金。与强度充沛的合金钢比起来,钛合金质量很轻;与密度充沛轻的铝合金比起来,钛合金又具有充沛高的强度和耐热性,所以在需要轻质和高强度的范围,钛合金成为第一选择,比如航空航天范围。并且,钛合金与人体有较好的亲和性,所以假肢、假牙等天然骨骼也多用钛合金。

而今,人类已发明的金属元素总共只要108种,而经由进水平歧金属不合含量的胪列组合,可以构成千千切切种不合机能的合金。所以合金具有更宽广的谋划加工空间,也具有更多的能够性,可以赓续知足人类文明的停顿。

参考文献:

[1]吴承恩.西纪行[M].

出品:科普中国

修建:X-Y 中科院大年夜连化学物理研讨所
监制:中国科普博览



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