时间：2022-09-19 05:37:09
铁柱奥秘
如果说古代的印度人早已掌握了冶炼不锈铁器的技术，只是这种技术后来失传了，那他们为什么没有在同时代冶炼出其他任何不生锈的铁制器具呢？而且古印度的典籍中，也没有任何关于这方面的记载。
几个世纪以来，印度德里的铁柱一直高高耸立，欢迎着来参观图布尖塔的游客。由于它位于入口的正前方，所以吸引着众多游客的目光。若干世纪的光阴给人类历史留下了不可魔灭的印迹，但这根柱子却似乎不为所动：尽管通身由铁铸成，但是表面几乎没有任何锈迹。然而，始建于700年前、位于印度普里和科纳克的庙宇内的铁梁却有明显腐蚀过的痕迹。即使在现代，钢铁的防腐蚀也是一个难题，那么究竟是什么神奇的力量守卫着古老的德里之柱？
德里铁柱一直都惹人注目，亚历山大・克宁奥姆爵士在1862年-1865年发表的《印度的考古学概述》中提到铁柱的上端呈现奇怪的金黄色，这种现象导致一段时间的猜疑，认为该铁柱是钢做的。之后，很多研究者都对此做了一番评论。
罗伯特・哈德费尔德爵士在1911年从铁柱上取了一小块铁做检验，后来又对一块大的铁柱样品做了一番详尽的研究。研究结果表明，该铁柱含0.08%的碳、0.046%的硫、0.114%的磷、0.032%的氮、99.72%的铁，铜和其他元素0.034%。哈德费尔德爵士说，这块铁柱是一个完全没有杂质的加工铁制品中的精品。从铁的纯度和统一性来看，甚至比现代瑞典的碳铁还好；从结构上看，该铁柱由大的铁晶粒组成，只有一小部分水泥。此外，这块铁柱还有大量的正常形态的小线条，似乎与小颗粒结构有关，据记载可能归因于老化。哈德费尔德的实验室将铁柱上的一小片取下来后，上面淋上水，结果发现一夜之间铁片就生锈了，但是铁柱的断端在同样的实验室条件下4天都不腐蚀。
这根神奇的柱子吸引着全世界许多科学家的眼光，从考古学家到腐蚀化学家都对这个现象提出各种各样的理论，一般归结为：气候条件以及大块铸件。但最终是当地的一位学者、坎普尔大学的材料工程师拉马穆尔西・巴拉苏布拉马尼安发现了这根柱子的奥秘。
他首先分析了铁柱的表面，提取了上面的一块锈斑，发现它含磷量很高。这种元素与铁和空气接触发生了化学反应，形成磷酸氢盐的水合物，在铁柱开始生锈时，由磷、铁和空气形成的保护膜防止了锈迹的进一步发展。
通常，铁的生锈是由两种原因造成的，一是化学腐蚀，与一些非金属元素直接发生化学反应，如与空气中的氧发生氧化反应，生成三氧化二铁。另一种是电化学腐蚀，即当两种不同的金属接触时，由于它们的电位不同，在电解质存在的情况下就会形成微电池，从而造成其中一种金属的腐蚀。同一种金属在经过热处理和机械加工之后会造成内部的不均匀，也会形成微电池，使金属受到腐蚀，在这种情况下，潮湿的空气往往充当了电解质。
因此，德里铁柱在建立起来之后就面临着生锈的可能，由于浇铸和锻造时必定会形成一些不均匀和细小的瑕疵，直接面临着化学腐蚀和电化学腐蚀。
但是，德里铁柱中的磷是使其免遭锈蚀厄运的直接保护神。正是这种元素促成了保护膜的形成，保护了这根柱子，一开始就阻止了腐蚀反应的发生。
另外，巴拉苏布拉马尼安认为，德里温和的气候也是这根柱子免受腐蚀的重要原因之一。这一地区一年的大部分时间里，相对湿度从未超过70%。只有在这种情况下，空气才足以凝结成为传导微电流的导体。而在德里，这样高的湿度一年只有20天，湿度超过70%的天数仅2个多月。
铁的存在
这根柱子是当时世界上最大的锻造物，锻造工艺非常精细。考古学家们发现，印度人使用非常高超的技术加工铁器，比欧洲人提前了至少1000年。巴拉苏布拉马尼安认为，尽管古代的印度铁匠们可能不知道会发生何种化学反应，但他们很可能有意选择了已经证明具有抗腐蚀特性的铁质材料。
这根柱子的底部看起来相当粗糙，也许应归咎于加工过程中铸造得不够精细，或者是为了埋入地下而故意做得粗糙不平。而其上部则非常光滑干净。柱子的上部如此精细，以致于参观者常误以为它是用青铜制作的。
似乎毫无疑问的是，在很早以前古印度人就知道了铁的存在。最早在公元前1000年的古老的记载中就提到了铁。根据希罗多德的记载，大约在公元前500年时，波斯国王薛西斯在印度的分遣军队就用铁来用做军用物资。从古代医书中提到的铁制手术设备、从墓地挖掘出的金属武器以及保存至今的铁制金属柱，反映出随着岁月的增长，铁制品稳步增多。
印度制造钢铁的方法以及钢铁的质量很早就引起英国统治者的好奇。在1795年，乔治・皮尔森博士发表了一篇文章，论述一种名为“Wootz”的钢，然后在印度的孟买开始制造这种钢。那时可行的分析和检验方法只能得到非常模糊的结论，比如金属很硬，含有大约0.03%的碳，据悉铁是直接通过矿石的还原而制造出来的。布卡南博士在1807年出版的《在南印度旅游》一书中，描述了印度人加工制造钢铁的土著方法，这些方法相信是从祖辈上传下来的。随着检验方法的改进，大量的有关铁的研究开始增多，并且研究深度也提高了。
（据《新周末》）