材料之王
本書介紹了多種不同的材料,其中最重要的究竟是哪種呢?當然,這個問題的答案見仁見智,不過筆者認為這個寶座非鐵莫屬。從公元前15世紀小亞細亞的赫梯人首次使用鐵開始到今天為止,鐵一直屹立於人類社會生活的正中心,為文明的發展做出了不可磨滅的貢獻。
日本的鋼鐵研究第一人就是被稱為“鋼鐵之神”的本多光太郎(1870—1954,曾任東北帝國大學、東京理科大學校長)。他曾經這樣說過:“‘鐡’的字形意味著‘鐵者,金屬之王者哉’!”大概唯有鐵才配得上金屬之王、材料之王這樣的稱號。
在鐵製武器麵前,木石武器隻能甘拜下風,鐵製的鍬、鐮刀等農用工具對人類開墾土地做出了重大貢獻。在鐵的幫助下,人類可以輕鬆地切割堅硬的岩石與木材,所以沒有鐵就沒有建築技術發展、進步的基礎。如果鐵沒有被人類發現的話,也許今天的人類依舊處於以農耕與狩獵為主要生存方式的原始社會,住在簡陋的小屋中。德意誌帝國的首任宰相俾斯麥曾經說過“鐵即國家”,他也許想表達的是“鐵即都市、鐵即產業、鐵即文明”這一深刻含義。
本多光太郎
那麽,鐵是如何登上材料之王的寶座的呢?這不僅僅因為鐵具有硬而韌的特性。其實,純粹的鐵是銀白色的柔軟金屬,在後文中會詳細介紹,鐵與其他元素形成合金之後,性質會出現巨大的改變,但硬度依舊遠遜於鎢合金之類的材料。
而且鐵屬於極易氧化的金屬,相信不少在化學課上苦苦背誦金屬活動性順序表的讀者應該很清楚這一點。簡而言之,這個金屬活動性順序表其實就是金屬容易氧化程度的排序。金屬活動性順序表選取了具有代表性的16種金屬,而鐵處於其中的第8位。也就是說與金、銀、銅及鉛相比,鐵更容易被氧化而出現性能劣化的現象。作為一種材料來說,鐵的這個特征是一個巨大的缺陷。