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临沂锌合金灯具,临沂锌合金灯具厂家

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古代铜钱是铜的合金,那古人是怎么添加合金的呢?比如如何向合金添加锌?

1.锌合金的制作方法

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我们知道,氧化锌需要在950℃一1000℃的高温下才能较快地被还原成金属锌,而液态锌在906℃时已经沸腾,所以还原得到的金属锌以蒸气状存在.在冷却时反应逆转,蒸气锌为炉中的二氧化碳再氧化成氧化锌,因此要得到金属锌必须有特殊的冷凝装置.这是金属锌的使用比铜、铅、锡、铁的使用晚得多的原因,也是古代锌合金制品出现较晚的原因之一。

2古代含锌黄铜的由来

在姜寨仰韶文化遗址中曾出土有含锌量超过20%的黄铜片和黄铜管,山东胶县三里河龙山文化的地层中也曾出土两种黄铜锥.显而易见,这些黄铜器物的出现并不是说人们在史前就掌握了黄铜的冶炼技术,而是人们在利用铜锌共生矿时无意中获得的.

3.如何在铜钱中添加锌。

据对汉代有关矿山进行调查后发现,山东的昌潍、烟台、临沂及湖北等地都有资源丰富的铜锌共生矿,这就使冶炼后的铜含有一小部分锌.到了唐代,由于铸钱材料的规范化,使所铸行的钱币中锌的含量均为恒量.


根据对古钱币的考证,在汉代开始至明代初期的少量铸钱中含有通过矿石夹带的锌元素。而锌的冶炼,学界普遍认为,中国关于炼锌技术的最早记载出现在明末宋应星所著的《天工开物》一书中,明代有熔炉对锌进行提炼,由于纯铜加锌铸造的黄铜具有良好的铸造性能,颜色华贵,明代嘉靖年即启用金属锌直接配红铜铸造钱币。因为锌的提炼难度很大,所以古钱币中锌的添加也不是很早就有的。


在我国商周时期,青铜冶炼已经极为成熟,春秋战国时,青铜的发展达到了顶峰。汉朝以后,铁器逐渐的取代了青铜器,青铜就用来铸造钱币。从春秋战国时期到明代中期,铜钱为青铜,即铜锡合金。到了明朝嘉靖年间,采用黄铜铸造钱币,即题主所说的铜锌合金。

然而铜锌合金是如何冶炼的呢?在最初,是把红铜与菱锌矿石(炉甘石)加碳一起熔炼得到黄铜。在明朝后期,锌锭可以单独提炼出来,然后再用红铜与金属锌混合冶炼,这是一个从低级到高级的发展过程。

在这里介绍一种古老且实用的熔炼方法,火法冶炼。下图是我手画的春秋时期铜绿山遗址炼炉复原图,画的不好请见谅,哈哈!

各位请看,这款炉大概是1.5米左右,由炉腔、炉基和炉身组成。炉基由黏土石块混合搭筑,炉身由石英砂、白瓷粉、铁矿粉等逐层搭筑。炉腔内部呈圆柱形,上窄下宽,底部设有出炉的金门,金门上有排渣孔,防止堵塞。两边斜向下有通风口,使用牛皮制作的鼓风器向内通风。可以说这款高炉已经十分先进,整个封建王朝的竖炉都是以此为蓝本制作的。炼炉有了,往里投入红铜和炉甘石加碳燃烧就能得到黄铜。虽然能得到黄铜,但这种黄铜的铜锌比例并不理想,而且还含有很多杂质。用纯铜与纯锌熔炼出的黄铜才是最好的。

古人是如何提炼纯锌的呢?

古人称锌为倭铅,倭为捉摸不定的意思。因为锌在高温下容易挥发,很难单独获取。氧化锌还原成锌的温度是904℃,锌的沸点为906℃,也就是说还原的锌非常容易沸腾后又变回氧化锌,提炼纯锌的难度很大,但这并没有难倒聪明的古代人。《天工开物》中写道:炉甘石十斤,装入一泥罐内,逐层用煤炭饼垫盛,底部铺薪,发火锻红,冷淀,毁罐取出,即倭铅。

上图所示,炉甘石与煤混合均匀后放入泥罐内,加入少量水,在罐口处用黄泥做出一个罐兜,也就是10cm左右的空腔。将反应罐放入炼炉中,四周放置煤饼,点火燃烧。内部发生反应后,锌蒸汽就通过罐兜通道冷凝到盖上,然后落入冷凝区。这就是“密封蒸馏法”,很简单的方法凸显了古人的大智慧。得到纯锌后,混合红铜置于炼炉就能冶炼出精确比例的铜锌合金,也就是金光闪闪的嘉靖通宝。

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