- 1 - 第三节 用途广泛的金属材料 自学引领 自然界中存在有天然桐,曾经获得的最大的天然铜重大420t,现在保存在美国华盛顿一家博物馆中。 铜在地壳中的总含量并不大,不超过0.01%(质量分数),但是含铜的矿石还是比较多的,而且它们大多具有各种引人注目的颜色,招致人们的注意。例如,金黄色的黄铜矿(CuFeS2)、鲜绿色的孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]、深蓝色的石青(蓝铜矿)[2CuCO3·Cu(OH)2]等。把这些矿石在空气中焙烧,或先变成硫化铜(CuS)而后转变成氧化铜(CuO);或直接形成氧化铜,再用碳还原,就可得到铜。 纯铜带红色,又称红铜,制成的物件很软,容易弯曲,并且很快就钝了。直到人们发现把锡掺到铜里熔炼,制成铜锡合——青铜,所制成的劳动工具和武器才有了很大改进。青铜比纯铜坚硬,而且熔炼所需的温度比纯铜低。这使古代人们在短期使用纯铜之后就使用了青铜。历史上称这个时期为青铜时代。 锡比铜还软,而且又不结实,是不适宜制作物件的,但把锡掺进铜里,它们的合金——青铜却变得坚硬起来。假如我们把锡的硬度定为 5,那么铜的硬度就是30,而青铜的硬度就是100~150。 混有锡和铜的矿石有黄锡矿(SnS2·Cu2S·FeS)、铜锡石[4SnO2·Cu2Sn(OH)6]等,产在南美洲和澳大利亚等地。用这些矿石冶炼,可以直接得到青铜。 青铜由于坚硬、易熔,能够很好地铸成型,还能被磨光擦亮,在空气中稳定,因而即使在其后出现的铁器时代里,也没有丧失它的使用价值。人们用它制造艺术品、货币、钟、大炮等。例如,公元前约 280 年在欧洲爱琴海中希腊罗得(Rhodes)岛的上罗得港口矗立的青铜太阳神像高达 46m;日本奈良东大寺公元 794 年铸造的青铜佛像重400 多吨。这些都是规模很大的青铜铸件。 我国劳动人民不仅很早就创造发明了青铜器,还首先发明创造了白铜和黄铜器。白铜是铜和镍的合金。我国最古老的、春秋时代的诗集《诗经》的诗句中有“鋈”(wu)这个字。按三国时代魏人张揖编撰的《广雅》解释:“白铜谓之鋈”。这可以说,在我国春秋或更早的时代已出现白铜了。后来东晋人常璩(公元 300 多年时代人)著有《华阳国志》,在记述滇、蜀地理的部分中写道:“螳螂悬因山得名,出银、铜、白铜、杂药。”螳螂县又名堂琅,是现在的云南省东川县,正是出产铜的地方。结合再后一些文献中记述,如明朝万历年间成书的《事物绀珠》中说:“白铜出滇南,如银。”又如清朝嘉庆年间成书的《滇海虞衡志》中说:“白铜面盆,惟滇制最天...