出身高贵的铸造金属(上)
铜、镍、锌


文章出自:博物 2010年第01期 作者: 丛恒将 

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正当金银两位贵金属在元素界大显风头时,还有几位人气颇高的金属有些不服气:虽说货币天然是金银,但现在我们手里拿着沉甸甸的硬币,几乎没有哪个是真金白银的东西:银亮亮、沉甸甸的是镍合金币,金光闪闪的是铜锌合金币——这些金属的“本行”,正是用于各种铸造。

说起这3种金属的铸造本领,还要扯上三皇五帝夏商周的事情,商代司母戊大方鼎几乎无人不知,但为何偏偏选择了铜作为材料?人类知道的第一种金属是金,其次就是铜,人们膜拜金的物理化学属性,却因产量稀少而不易获得。而铜不然,性能优良且量大易炼。后来人们偶然间发现,铜和锌可以制成比金和纯铜更坚固的黄铜合金,配上锡、铅又可以制成青铜,于是进入了“青铜时代”。创世史诗中所谓的黄金时代、白银时代和青铜时代,即是以3种重要的货币金属来命名,也反映了人类探求铸造金属的历程。

五彩铜色
吃羊肉用紫铜火锅,烧水用黄铜水壶,铸鼎要用青铜,做精密器件要用白铜……听着好像铜这个家伙像变色龙一样,没事儿变色玩。其实这些颜色标明了不同的铜合金。按照传统的分类方法,铜及其合金可以分为紫铜(纯铜)、黄铜(铜锌合金)、白铜(铜钴镍合金)和青铜(铜锡合金和铜铝合金)四大类,而每类合金还有很多种,比如青铜就分铝青铜、锰青铜、锡锌青铜、硅青铜等。

若说铜霸占了铸造金属的“上古时期”,铁则在后来的时代唱主角。不过即使在铁大放光彩的时代,我们还要看到镍的兴起。正如当初人们在铸造中用黄颜色的铜来替代黄金,镍也扮演着类似角色:含镍46%、含碳0.15%的高镍钢,叫“类铂”,因为它的一些特性与昂贵的铂(白金)相似。

铝币?镍币?
好看的硬币是谁做的?两个办法可以鉴别,一是看价钱:镍比铝贵很多,因此大面值的用镍,小面值的用铝。二是镍具有磁性,能被磁铁吸引,不信拿块1元硬币试试?

镍和铜相似的地位使它俩没有理由不并肩作战。镍在欧洲被发现后,德国人首先把它掺入铜中,制成所谓日耳曼银,或称德国银。这种听起来颇具贵族气质的合金物理性质极佳,备受精密仪器制造商的青睐。其实,这种日尔曼银中国自古就有,只不过它并不叫某某银,而是被取了个通俗的名字:白铜。

变形锌合金
“终结者”中那个来自未来时空的机器人,变成什么样子都易如反掌。而锌的合金中就有一类叫做“变形锌合金”,极易加工成型和焊接。奇形怪状的钥匙链经常由锌合金制成。
海军喜欢铜
军舰的很多关键部位,还是要铜来把关,绝大部分军舰的螺旋桨都用铝青铜或黄铜制造。在海水中防锈、坚韧等综合属性比较,铜合金优于钢铁。源于此,木制小船的关键部位也是铜制:固定木板的不是钢钉铁铆,而是硅青铜的螺钉。

元素档案

铜的拉丁名称Cuprum,发源于aes cyprium一词,意思是“塞浦路斯的金属”,这是因为罗马人正是从塞浦路斯首次获得金属铜的。铜是人类发现最早的金属之一,即便到了现在,一些生活用的零件中如果用铜制造,无疑是高档和耐用的标志。

责任编辑 / 张超 

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