时尚 伟德红利能干什么 - 法拉第研究印度乌兹钢块开启了人类合金时代

伟德红利能干什么 - 法拉第研究印度乌兹钢块开启了人类合金时代

2020-01-11 08:54:26阅读量:2434

伟德红利能干什么 - 法拉第研究印度乌兹钢块开启了人类合金时代

伟德红利能干什么,大名鼎鼎的英国发明家,物理学家法拉第曾经也是一名刀客,他曾经受一个特别喜欢乌兹钢大马士革的朋友兼领带代维的委托,研究了乌兹大马的特性,他认为乌兹大马是一种合金,于是——

众所周知,法拉弟是因为得到电化学方面的泰斗davy 的赏识而被皇家学院雇用的。当时stodart是这个学院的一个年长的成员,他既是一个研究钢制刀具的冶金学家,又是从事这种买卖的商人。

他的商业名片上印有:“j . stodart ,伦敦,strand 401。从印度购进wootz 钢,经stodart 先生的完善处理(基于多年的试验) 而成为欧洲最好的钢,用以制造外科手术刀、剃刀及其它刀具”。当时,印度的wootz 钢块是公认制做刀具的最好钢料,英国大量进口,并研究仿制。在这种背景下,法拉弟进入皇家学院,他的第一桩研究工作就是“印度wootz 的分析”(1819) 。显然,他是受了stodart 的影响并有仿制wootz 钢的打算的。

接着他与stodart 发表了两篇有关合金钢的论文:“改善钢的合金试验”(1820) ,“论钢的合金”(1822) 。那时他们认为钢是一种组元,合金元素是另一种组元,因此称之为钢的合金,而合金钢这个名词要到晚一些时候才在文献中使用。在1820 年,stodart 已六十岁,而法拉弟才29 岁,大量试验工作都是法拉弟进行的。我们今天还有时用炒菜这个词汇形容合金钢配方的试验,法拉弟也不愧为这方面的大师。他不但在钢中加入了镍、铬、铜等合金元素(到10 %) ,并且也加入了一些贵金属,如金(0.61 –1.00 %) ,银(0.15 – 0.46 %) ,铂(0.73–2.50 %) 及铑(0.40–1.60 %) 。此外还有钯及锇,他还试图在钢中加入钛,由于炉温不够高未能将tio2 还原而未成功。像他们那样在钢中加入相当多的非常昂贵的铂族金属,今天恐怕也不会再有人做这样的尝试。

法拉弟研究合金钢的实际目的是非常明显的,在1820 年的论文中曾对此有所阐述:“在铁和钢与其它金属的合金试验中,我们的目的是双重的:一方面探讨人工配制的合金在制造刀具方面是否比最纯的钢为优;另一方面,这些合金在相同的条件下是否较不容易氧化。还有一个附带的目的就是探讨这些合金用于制造反射镜的可能性”。这些也反映在他的报告中:“众所熟知,铁陨石不易生锈,这种认识使我们想到了镍与铁或钢的合金。因此我们配制了镍含量从3 到10 %的合金,并且发现它们在实验室或暖房里并不像铁那样容易生锈。但是,钢与镍的合金比纯钢还容易氧化”。又如:“钢与1.5 %铑的合金有良好的可锻性,比普通钢硬,可以制造优良刀具。这些刀具的淬火温度要较最好的钢还高70°(注:华氏) ,这一事实意味着这种钢有较高的硬度和密度。用这种合金制造的剃刀有优良的切削性能”。

对于铬钢,stodart 及法拉弟的初步研究结果是: “有良好的可锻性,虽然硬,但无裂纹”。可惜这方面的实验未进行下去,否则说不定他们还会发现不锈钢呢!

法拉弟在实验室中发现银和钢的合金有良好的可锻性,质地坚硬,表面光亮,可做多种刀具和工具。由于银的价格不高,供应充足,他认为银钢有推广的可能性,因此还在sheffield 的一家钢厂中进行了生产性的实验,并制出一些刀具分赠亲友。

法拉弟在合金钢方面的研究在当时并没有产生什么直接有意义的结果,因为那时的工业生产,除了一些刀具如剃刀、手术刀外,对合金钢并没有什么需求。但是法拉弟在合金钢方面的系统试验对后来的发展还是有启发性的,它的深远意义不能低估。当法拉弟发明电磁感应而成名后,有人问他电磁感应有什么用,他的回答是:“我亲爱的先生,婴儿又有什么用?”这个比喻也完全适用于法拉弟的合金钢研究,它代表一种新生事物,有非常强大的生命力,后来终于发展成为今天的庞大合金钢系统。

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