中国秦代剑有镀铬工艺而今天镀铬离不开电,古人是怎么完成的?

举世闻名的兵马俑坑先后出土了数万件青铜兵器,其中有长兵器,短兵器,远射兵器和礼兵器四大类。这批兵器不仅数量多,种类全,而且在铸造工艺方面达到了相当高的水平,堪称兵器考古史上一次罕见的发现。

青铜兵器最引人注目的是十几柄青铜剑。这些剑埋在潮湿的俑坑里,历经2000多年不仅表面没有生锈,而且十分锋利。

现存北京故宫博物馆的那柄长剑,专家们曾做过试验,在桌面上放一叠纸,然后轻轻地将剑从纸上拉过,一次居然划透了19张纸。经过科学测定,发现该剑由铜、铅、锡三种金属构成。

而且各种金属的比例掌握得恰到好处,使之秦剑坚硬锋利而富有韧性,它与著名的越王勾践剑相比不见得逊色。越王勾践剑早于秦剑几百年,出土时没有生锈,而且剑身布满了精美的纹饰。

经过科学化验,发现越王勾践剑是采用氧化硫技术处理的。而秦俑坑铜剑出土时同样没有生锈,经测试发现,秦剑表面有一层10至15微米的含铬化合物氧化层,表明秦是采用铬盐氧化技术处理的。

通过现代科学方法检测分析,这些青铜剑表面竟然涂有一层厚约10微米的铬氧化膜,能够耐高温、耐磨、耐热、耐腐蚀。所以年代久远的青铜剑依旧风光亮如新,锋利无比。而在现代工业生产中也运用了铬来提高其他金属的硬度、耐腐蚀性、耐磨性等。

铬是一种微带天蓝色的银白色金属,电极电位为负,但它有很强的钝化性能,在大气中很快钝化,显示出具有贵金属的性质,所以钢铁零件镀铬层是阴极镀层。铬层在大气中很稳定,能长期保持其光泽,较强的耐腐蚀性,在碱、硝酸、硫化物、碳酸盐以及有机酸等腐蚀介质中也非常稳定,铬层硬度高(900-1100HV)、耐磨性好、反光能力强以及有较好的耐热性,在500℃以下光泽和硬度均无明显变化,温度大于500℃开始氧化变色,大于700℃时才开始变软。

高耐磨性:经镀铬处理后的模具型腔比未处理的模具型腔光洁度效果有明显改善,有效地降低了摩擦系数,提高了模具使用寿命。模具在生产过程中因各种原因产生的拉毛等问题得到有效解决。

附着力:无论配对材料是难以加工的不锈钢,还是其他各种钢材或有色金属,只要处理得当,镀铬处理都出现了较好的附着力。

耐腐蚀性能:铬的电位比铁负,而铬本身于大气中易形成极薄的钝态膜,在潮湿大气中也很安定,能长久保持颜色,在碱、硝酸、硫化物、碳酸盐及有机酸和大多数气体中也很稳定,所以耐腐蚀性较好。

金属铬已列为最重要的电镀金属之一,在大多数情况下镀铬层专门作为零件的最外部镀层,没有镀铬层提供的物理性能,大部分零件的使用寿命会因而磨损、腐蚀等原因而大大缩短。零件必须经常更换或维修,因此电镀铬是在许多工业制造中应用越来越广泛。

世界上镀铬的方法分为电子镀铬和化学镀铬。电子镀铬技术是随着现代工业文明产生的。它的发明者首推德国人,那是20世纪30年代的事情。

由此,电子镀铬技术便成为德国人的发明专利。20世纪50年代美国人也研制出电子镀铬技术。不过古代化学镀铬技术的发明,是我国2200年前首创的奇迹,并首先在兵器上取得成功。

后来随着青铜兵器退出战争舞台,青铜兵器表面防锈处理的先进技术也随之失传了。在当时起过重大作用的这一古代科技成就在历史长河中埋没了二千余年。

尽管由于秦剑的出土,表明秦代曾使用过这一技术,但它究竟采用什么样的化学方法在兵器上镀铬至今还是一个谜。

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