現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)

現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)一一鐵我國是世界上最早發(fā)明冶煉鑄鐵的國家。我國的考古工作者發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)在公元前五世紀(jì)時，鐵器就出現(xiàn)了，到了公元前三世紀(jì)，人們巳開始普遍使用鐵器，而且還有較高的冶煉鑄鐵的水平。在1950年，考古工作者們在河南輝縣發(fā)掘出戰(zhàn)國時代的魏墓，發(fā)現(xiàn)里面有鐵質(zhì)生產(chǎn)工具九十多件，其中有鐵犁、鐵鋤、鐵斧、鐵鏟等。從這些事實可以看出，我國的勞動人民早在三千年前的周代，就巳知道了冶煉鑄鐵的方法，到了公元前三四世紀(jì)，鐵器的使用巳經(jīng)十分普遍。我國人民的鑄鐵術(shù)，在公元十一或十二世紀(jì)時，由阿拉伯人傳播到了歐洲，直到那時，酉方人才學(xué)會了怎樣冶煉鑄鐵。有趣的是，自春秋時起，我國就有了一個在現(xiàn)在看來十分滑槽可笑的官職，叫“鐵官”顧名思義，擔(dān)任這一職位的人是專門來管理煉鐵的，在那時還出現(xiàn)了一些專門經(jīng)營煉鐵的“鐵商”。到了漢朝，我國巳普遍用熟鐵制造工具來代替不耐用的鑄鐵工具。到了唐朝，鐵的年產(chǎn)量達(dá)一千多萬斤。而宋朝鐵的年產(chǎn)量是唐朝時的三倍。明朝時，鐵的年產(chǎn)量竟高達(dá)九千萬斤以上。明朝末年的杰出科學(xué)家來應(yīng)星曾寫過《天工開物》這本書，對我國古代的煉鐵技術(shù)作了詳細(xì)的介紹，而且還畫了許多插圖，作了細(xì)致形象的描繪。說起來有些令人難以相信，人類最早發(fā)現(xiàn)的鐵并不是冶煉鐵礦的產(chǎn)物，而是從天空落下來的隕石。隕石是含鐵最高的金屬混合物，由于它含有鎳、銘等金屬而具有抗腐蝕的性能，所以能長期保存下來。每年都有成百上千噸的隕石降落到地球表面，其中鐵的成分占了百分之九十以上。人們迄今發(fā)現(xiàn)的最重的鐵隕石之一是“霍巴”隕石，它是遠(yuǎn)古時落到非洲的，大約有六十噸重。在1896年，一位著名的美國探險家在格陵蘭島的冰層中，發(fā)現(xiàn)了一塊重三十三噸的鐵隕石。這位探險家欣喜若狂，他歷盡千辛萬苦終于把隕石送到了紐約，至今仍然保存在那里。十分湊巧的是，有歷史記載以來最大的三次隕石的降落，都發(fā)生在本世紀(jì)。其中有兩次落在人煙稀少的西伯利亞。一次在1908年6月30日，降落于通古斯，一顆巨型的隕石在上空爆炸，升起了蘑菇云，爆炸聲在兩千公里以外也能聽到，據(jù)估計這個隕石在飛入地球大氣層時的質(zhì)量約有幾十萬噸！它使附近四十八公里范圍內(nèi)的無數(shù)樹木倒下和燒毀，一千五百頭野鹿死亡，甚至一百六十公里以外的房屋的玻璃窗也被震破。但由于隕星和地球迎面相撞，速度太大，沒有為我們留下隕石。另一次是在1947年2月12日，落下來的鐵質(zhì)隕石有一千七百四十五公斤重。第三次就是1976年3月8日在我國東北吉林地區(qū)降落的世界歷史上罕見的隕石雨。當(dāng)天下午，宇宙空間一顆隕星順地球繞太陽公轉(zhuǎn)的方向，以每秒十幾公里的速度墜入地球大氣層中。由于這顆隕星與稠密的大氣發(fā)生強(qiáng)烈的摩揉，當(dāng)它飛到吉林地區(qū)上空時，燃燒、發(fā)光，成為一個大火球，隨后不久就在天空發(fā)生爆炸。但沒有造成任何傷亡和損失。最后一塊隕石墜落到地面時，穿破了一點七米厚的凍土層，在地面上砸出了一個深三米、直徑二米多的大坑，當(dāng)時震起的泥土高達(dá)幾十米。在后來收集到的隕石中，有三塊重量超過了一百公斤，最大的一塊重量為一千七百七十公斤。這大大超過了美國收藏的、1948年2月18日落在美國、目前世界上最大石質(zhì)隕石的重量（一千零七十八公斤）。學(xué)過地理的小朋友就會知遭地球是由地核、地心、和地殼三部分組成的?？墒牵闶欠裰赖睾擞质怯墒裁次镔|(zhì)構(gòu)咸的呢？不要發(fā)愁，只要你翻一翻科普小常識一類的叢書，就會找到答案。原來地核又可分為“內(nèi)核”和“外核”，內(nèi)核是由固態(tài)的鎳鐵組成的，外核則是由液態(tài)的鎳鐵組成的。不僅地核中含有大量的鐵，地殼中鐵的含量也不少，大約有百分之五，也就是說有7.55x1017噸。在所有的金屬中，鐵的含量只比鋁少。地球真是一個鐵的寶庫。大家都知道，指南針是我國古代人民的四大發(fā)明創(chuàng)造之一，可是，那時的人們是怎樣發(fā)明出指南針呢？細(xì)心的小朋友會記得，我國人民很早就知道磁鐵礦具有磁性這一特征。磁鐵礦的這個性質(zhì)是很好玩的，起初人們是拿在手上玩，后來覺得這樣不過癮，又想出了新花樣，即把磁鐵礦石用線懸空吊起來。在玩的過程中，人們逐漸發(fā)現(xiàn)，當(dāng)磁石靜止下來時，它的一頭總是指著北方，另一頭總是指著南方。到了戰(zhàn)國時代，由于戰(zhàn)爭此起彼伏，連綿不斷，許多人民為躲避戰(zhàn)亂，不得不遷徙到其他地方?？墒?，在行走時需要認(rèn)清方向，要不然就到不了目的地。怎么辨識方向呢？人們想到了磁石的特性，但用線懸吊起來的磁石雖然指出了南北方向，然而究竟哪邊是南哪邊是北呢？后來，有個聰明的人把磁石琢磨成一把湯匙的樣子，放在一個平滑的青銅盤上，這把湯匙的柄就自指向南方，這樣就制成了最早的指南針。指南針在十二世紀(jì)時由阿拉伯人傳到了西方，西方人把它用在輪船上，從而大大促進(jìn)了海上貿(mào)易的發(fā)展，過了二百年，終于有了偉大的地理大發(fā)現(xiàn)，這大大促進(jìn)了歐洲資本主義的迅速發(fā)展，而這一切，都是由我國人民在戰(zhàn)國時發(fā)明的指南針?biāo)鸬?。有一些地理常識的人都知道，地球是一個大磁場，指南針之所以能告訴人們方向就是因為它受到了地磁的吸引?？墒?，地球磁場又是怎么形成的呢？看過前面內(nèi)容的小朋友就會知道，地核中有許多液態(tài)的鎳鐵。當(dāng)?shù)厍蜣D(zhuǎn)動時，這些液態(tài)的鎳鐵會形成一些從西向東的緩慢的渦流，這些渦流會產(chǎn)生電流，正像法拉第給線圈通電流會使線圈內(nèi)產(chǎn)生磁力線一樣，地心內(nèi)的電流就產(chǎn)生了磁場。然而，更讓科學(xué)家們不可思議的是，地球磁場的強(qiáng)度在不斷地變化。在近幾百年的時間里，地球磁場的強(qiáng)度一直都在下降。自從1670年以來，它的總強(qiáng)度巳下降了百分之十五，如果繼續(xù)這樣下去的話，到4000年左右地球磁場就會變?yōu)榱恪＞褪钦f，在那時地球?qū)]有磁場。這以后會怎樣呢？地球磁場的強(qiáng)度會不會繼續(xù)下降呢？也就是說，南北磁極會不會倒轉(zhuǎn)過來，磁北極位于南極圈，而磁南極位于北極圈呢？有趣的是告訴我們這個答案的是看起來不顯眼的火山石。原來當(dāng)熔巖冷凝時，它里面的結(jié)晶體會按磁場方向自動排列起來。早在1906年法國科學(xué)家們就巳發(fā)現(xiàn)，有些火山石的磁化方向與現(xiàn)在的磁場方向相反，當(dāng)時人們以為這只不過是一種偶然情況。但到了今天，這些“泄密”的巖石告訴我們，地球的磁場不僅會倒轉(zhuǎn)，而且巳經(jīng)倒轉(zhuǎn)過好多次了。鋼鐵放在空氣中會生銹，這是人們在生活中見慣不怪的事情，一般不會帶來什么災(zāi)禍。但在國外卻發(fā)生了一件因鋼鐵生銹而使人死亡的飛來橫禍。在西方一家化學(xué)公司所屬的工廠中，有一貯存氯化鎂的鋼質(zhì)容器。有一次，因容器需要維修而停止了工作，人們排空了容器中的氯化鎂，并把容器沖洗了好幾遍。然后有兩名工人進(jìn)入這個容器中進(jìn)行維修，但剛一進(jìn)去就暈倒了，當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)后，立即把他們救出并送到了醫(yī)院，一人經(jīng)過醫(yī)院的全力搶救后脫險，另外一人則不幸死亡。是什么原因使那位工人死去的呢？難道容器中含有一種有毒氣體？為了查明真相，人們對這個鋼質(zhì)容器內(nèi)的空氣進(jìn)行了測定，但并沒有發(fā)現(xiàn)任何有毒氣體，然而，人們發(fā)現(xiàn)，這個容器中空氣里的氧氣含量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正常標(biāo)準(zhǔn)。為什么容器中會缺少氧呢？原來，這是容器生銹的緣故。我們知道，鐵在潮濕的空氣中能和氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成鐵銹。容器中殘留的氯化鎂在鐵生銹的過程中起了推波助瀾的作用，即殘存的氯化鎂作為催化劑，使得鐵生銹加快，從而使得容器內(nèi)氧氣的含量大量減少。后來人們在相同的條件下進(jìn)行了類似的試驗、用來做實驗的老鼠被放進(jìn)容器中時由于缺氧，很快就死亡了，這也證實了上面的分析。也許你會說，這件事的發(fā)生純屬偶然，怎么能用它來說明鐵生銹的魔力呢？那么，再看看下面的幾組數(shù)據(jù)：僅在1820?1823年這段時間內(nèi)，就有718，000，000噸鋼鐵由于生銹而被毀掉了。據(jù)估計，全世界每年因銹蝕而損失的鋼鐵，占全年總產(chǎn)量的三分之一，以英國為例，銹蝕造成的損失一年就高達(dá)六億英鎊。鐵生銹的確具有極大的魔力，不過這是一種邪惡的魔力，因為它每年都要給人們帶來上百億美元的經(jīng)濟(jì)損失。平常人們總喜歡把鋼和鐵連在一起發(fā)音，不管什么東西，只要含有鐵，就把它叫做鋼鐵制品?？墒?，在工業(yè)生產(chǎn)上，鋼和鐵是不同的兩種東西，這是怎么一回事呢？原來，在工業(yè)上，鐵是分為生鐵和熟鐵兩種的。生鐵的含碳量高，而熟鐵中的碳的含量相比就特別少。而鋼呢，它的含碳量比熟鐵要高，但又低于生鐵。因此，人們區(qū)分生鐵、鋼、熟鐵時，主要看它們里面的含碳量。隨著含碳量的高低不同，它們的性能大不相同，用途更是有天淵之別。生鐵很脆，一般是澆鑄而成的，所以人們又給它起了個名字叫“鑄鐵”，如以前常用的鐵鍋。火爐等，都是用它做成的。熟鐵中含的雜質(zhì)很少，有很好的韌性，經(jīng)得起千錘百煉，人們可以把它鍛打成各種形狀，所以就把它叫做“鍛鐵”，如鐵勺，鐵鏟等，都是用它來制作的。含碳量不高不低的鋼既有很好的韌性，又有較高的機(jī)械強(qiáng)度，所以在工業(yè)上的用途最為廣泛。大到汽車、輪船。樓房，小到刀片、針、鋼筆尖、表殼等都離不開它。鋼在工業(yè)生產(chǎn)中還有許多維生素“健身用品”，只要往鋼中加進(jìn)一些這類“用品”，就能使鋼“脫胎換骨”，大大增強(qiáng)它的各種性能。比如，在鋼中加人一些鎳，就不會因氣溫高低而冷縮熱脹，用它來制造各種精密儀表零件正合適；含有一些鎢的鋼，即使把它燒得通紅，仍然堅硬如故；含有一些釩的鋼，可把鋼的彈性提高一倍，用它來制作各種彈簧，是再合適不過的了。小剛的爸爸給他買了一件漂亮的新襯衫，穿了幾天，洗干凈后小剛發(fā)現(xiàn)在后背上居然長出了一條長長的鐵銹。他急忙用水去洗，并且用了許多洗衣粉，可是怎么洗也洗不掉。原來，襯衫洗好后，小剛把它撐在衣架上掛在鐵絲上晾，可是淘氣的風(fēng)乘他不在時把襯衫卷起來掛到了生銹的鐵絲上，于是后背上就印上了一條長長的鐵銹。小剛到了學(xué)校，一想起襯衫就很不高興，成天無精打采。他的班主任是一位化學(xué)老師，見了小剛成天這樣很奇怪，就問他有什么病。小剛就把這件事告訴了班主任。班主任叫小剛不要著急，說他有辦法。讓小剛放學(xué)時去找他。放學(xué)后，班主任交給他一瓶草酸，告訴他回家后拿出一些泡在水里，配成草酸溶液，然后再把染上鐵銹的襯衫泡在溶液中搓洗，鐵銹就洗干凈了，最后再用清水把襯衫上的草酸清洗干凈，因為草酸有腐蝕性，不能讓它留在衣服上。小剛回家一試，果然，襯衫上的鐵銹沒有了。草酸為什么能除掉鐵銹呢？原來，草酸能把洗衣粉無可奈何的銹銹中的鐵奪過來，形成一種新物質(zhì)，這種新形成的物質(zhì)能溶解在水中，所以鐵銹就被除去了。許多婦女在初冬季節(jié)，就感覺天氣很冷，進(jìn)入嚴(yán)冬后更覺得冷，尤其是手腳幾乎一直冰涼，還會出現(xiàn)頭暈?zāi)垦！⑿募露Q、渾身無力等現(xiàn)象。為什么會出現(xiàn)這些現(xiàn)象呢？有句俗話說：“十位婦女九怕冷，腳暖婦女難尋著?！边@說明怕冷是婦女的通病，這是什么道理呢？現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的飛速發(fā)展終于幫人們解答了這個難題。出現(xiàn)這些現(xiàn)象的主要原因是婦女?dāng)z人體內(nèi)的鐵質(zhì)不足。據(jù)統(tǒng)計：上海婦女中，患缺鐵性貧血的人占百分之六十以上。那婦女為什么大多會患缺鐵性貧血呢？原因在于育齡婦女的特點，一般比男性需要更多的鐵質(zhì)來合成紅細(xì)胞，可是，通常膳食中的鐵質(zhì)數(shù)量難以滿足婦女生理上的需要。由于缺乏鐵質(zhì)，使紅細(xì)胞生長緩慢，引起紅細(xì)胞輸氧功能降低，使機(jī)體細(xì)胞得不到足夠的氧來促進(jìn)新陳代謝，并使得吸收的營養(yǎng)物質(zhì)不能充分氧化，從而減少了熱能的來源，導(dǎo)致人體怕冷。大家知道，腳離心臟最遠(yuǎn)，所以腳最怕冷。用什么辦法來改變婦女怕冷的現(xiàn)象呢？一般而言，只要服用含硫酸亞鐵的藥品。經(jīng)過幾個月的療程就可治愈，但要注意服藥期間切莫飲茶，否則鐵質(zhì)就不會有效地被吸收。另外，還要多吃一些雞、鴨、豬肉、牛肉、動物血以及菠萊、蕃茄、紅棗等食物。家中炒菜最好使用鐵鍋，這樣可得到容易被人體吸收的二價鐵離子。墨水是各位小朋友離不開的學(xué)習(xí)用品，寫字、做筆記、完成作業(yè)，每天都要用到它。墨水有好多種，比較常用的有純藍(lán)墨水、藍(lán)黑墨水、碳素墨水和紅墨水?？墒?，你們是否知道，墨水是由什么東西做成的呢？今天，我們先向小朋友們介紹藍(lán)黑墨水的主要成分。藍(lán)黑墨水的主要成分是一種叫做揉酸亞鐵的東西，然而，它既不是藍(lán)色的，也不是黑色的，而是淺綠色的。用它制成的墨水寫起宇來很不明顯，這怎么辦呢？人們又往這種墨水里面加進(jìn)了一種藍(lán)色的有機(jī)染料。這樣藍(lán)黑墨水就顯出藍(lán)色了。看到這兒，有些小朋友會奇怪地問，藍(lán)黑墨水怎么會只現(xiàn)出藍(lán)色的呢？別著急，藍(lán)黑墨水雖然呈現(xiàn)出藍(lán)色，可當(dāng)你把它寫到紙上時，它里面的鞣酸亞鐵就與空氣中的氧氣起了化學(xué)反應(yīng)，變成了鞣酸鐵，鞣酸鐵是一種黑色的沉淀，所以寫出來的字跡就是藍(lán)黑色的。世界萬物都具有兩面性：物極必反，可謂普遍哲理。人們對鐵元素的研究就證實了這個規(guī)律。鐵是人體生命活力之源。它在人體內(nèi)的含量很少，屬微量元素。新生兒體中只有0.5克，成人全身也僅有2.5?3.5克左右，只不過是一個小鐵釘?shù)闹亓浚删瓦@星星點點的鐵，對人體的生命活動卻起著至關(guān)重要的作用。人體內(nèi)幾乎半數(shù)的鐵集中在紅細(xì)胞內(nèi)，是形成血紅素的主要成分，負(fù)責(zé)全身各組織器官的氧氣運輸和供應(yīng)；大約有四分之一的鐵分布在肌肉中，賦于肌肉以紅色和力量；還有四分之一的鐵儲存在肝臟和其他組織細(xì)胞中，促進(jìn)人體中的新陳代謝。沒有鐵，人一分鐘也不能活，缺少了鐵，人就會面色蒼白、貧血、乏力、氣短體虛、浮腫，甚至