芳明1128

第1013章 一〇一一章:黑色金属

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书名:
芳明1128
作者:
西洋湖边
本章字数:
7312
更新时间:
2025-07-03

正午阳光穿透玻璃穹顶,照在台面上陈列的金属样本:钙片在空气中缓慢氧化成斑驳的壳,钠块在油中泛着蜡质柔光,镁条点燃时喷吐刺目白焰……

「这些元素——你们从课本中记住了它们在盐巴、苦卤、草灰、石灰石、明矾中存在,却从未想过它们与金、银、铜、铁有什么共通。」她顿了顿,声音微低却更坚定:「但今天,我们用电把它们单独提了出来。」

「现在回答我。」方梦华指尖划过钠块,在水盆里撩起咝咝作响的金色火蛇,「它该属五行中的哪一行?」

吴淑姬突然站起:「它属‘新一行’!」她的声音发颤,「就像电非阴阳,石油非五行——我们得造自己的‘行’!」

方梦华颔首,袖中滑出一枚铝币弹向空中。金属旋转的嗡鸣声中,她念出昨夜写在速记本扉页的话:「破五行枷锁之日,方见元素真容。」

方梦华站在实验室中央,黑板上「钾、钙、钠、镁、铝」五个金字旁的大字旁,刚刚画下的原子结构图仍散发着炭笔的淡淡墨香。

方梦华拍了拍黑板,目光扫过学生们热切的眼神,声音清亮而坚定:「诸君,方才我们解开了钾、钙、钠、镁、铝为何是金属的秘密——它们的原子外层电子赋予了导电与化学活性的特质。但这只是冰山一角。」

她顿了顿,拿起一支炭笔,在黑板上写下「金、银、铜、铁、锡、铅、汞」,然后转过身,目光如炬:「这些,只是我们目前已知的金属。但金属的世界,远比金、银、铜、铁、锡、铅、汞要广阔得多。你们知道吗?世界上至少还藏着几十种我们尚未认清的金属元素,它们大多埋在矿石中,从未以纯净形态现身——但它们,就在我们脚下等待我们去发现、去分离。它们藏在矿石、土壤、甚至海水中,可能是大明工业革命的下一块基石。」

学生们屏息凝神,实验室内的议论声骤然沉寂。汤思退翻开《化学原理》,低声道:「几十种金属?首相是说……像马鞍山矿渣里的那些杂质?」

「正是!」方梦华点头,走向实验桌,拿起一块黝黑的矿石——指尖轻敲着一块黝黑的马鞍山生铁,环视着周围的学生们。她将矿石抛给杨广仁,笑道:「杨师傅,马鞍山炼钢时,炉渣里常有这种黑乎乎的杂质,烧不化也炼不掉,你们可曾想过,它们的价值?」

杨广仁接过矿石,挠头道:「俺们只当这些是废料,堆在炉边等着填坑。难道……这也是金属?」

她转身,拉下另一张画布——那是从马鞍山冶炼厂送来的矿石剖面图与成分分析表。《马鞍山矿渣分析表》密密麻麻的矿物名中指着上面几行被朱砂圈出的数据:

「在我们的炼钢炉渣里,藏着至少四种尚未分离的金属——铬、锰、钴、镍。」

「铬,可使钢铁坚硬如宝石,永不生锈。」她拿起一块锈迹斑斑的普通铁板,又展示了一块从颍州缴获的伪齐军的西夏造「铁鹞子」甲片——黝黑发亮,毫无锈蚀痕迹。

「西夏人不懂化学,却偶然用到了含铬铁矿。若我们能主动提纯铬,就能造出永不锈蚀的钢。」

她转向锰:「锰能增强钢铁韧性,使‘沧海龙吟号’的螺旋桨不再因高速旋转而崩裂。」

接着是钴和镍:「钴可制耐高温合金,未来蒸汽机的活塞不再因高热变形;镍能让我们的铜币不再被民间私熔——因为镍铜合金比纯铜更难熔化。」

「这些,就是黑色金属。」她一字一句说道,「它们虽然不像金银那般耀眼,却能改变整个世界的工艺。」

学生们屏息凝神,目光聚焦在黑板上。吴淑姬率先打破沉默,举手道:「首相,您的意思是,金属的定义不是看它硬不硬,而是看它的电子行为?那……我们昨天试的铬酸钝化,铬也是金属,它的电子怎么让气缸表面不生锈?」

「问得好!」方梦华眼中闪过赞许,转身在黑板上点出「铬」与「氧化铬」。「铬的原子外层电子能与氧气反应,形成一层致密的氧化膜,这层膜像盔甲一样保护气缸,防止腐蚀。这就是金属的化学活性,也是我们昨天铸造气缸良品率提升至六成的关键。」她看向谢芷兰:「芷兰,妳昨晚用铬铁矿粉配酸液,观察到什么?」

谢芷兰翻开实验日志,兴奋道:「酸液变绿后,气缸表面的气孔消失了,显微镜下看到一层晶格,就像……就像琉璃一样光滑!这就是首相说的钝化膜吗?」

「正是。谢芷兰昨晚用铬铁矿粉配酸液,生成钝化膜,让气缸表面光滑如琉璃,这便是铬的功劳。」她转向谢芷兰:「芷兰,妳再说说,铬酸钝化后,气缸的良品率提升到多少?」

谢芷兰推了推护目镜,翻开实验日志:「六成!而且气缸表面耐酸碱,泡在硫酸里三日不锈,硬度也比寻常铁高两成。」

学生们发出一阵惊叹。汤思退瞪大眼睛,凑近那块铬铁矿:「这玩意儿能让铁不生锈?那要是用它炼火炮,炮管不得耐用十倍?」

方梦华颔首,在黑板上又写下「锰、钴、镍」三个名字:「不只铬。马鞍山炼钢的炉渣里,还可能藏着锰、钴、镍等金属。锰能让钢更坚韧,适合打造‘行者号’的传动齿轮;钴能耐高温,可用于火炮的内膛;镍与铬合炼,能造出不锈的合金,坚硬如金刚。」她停顿片刻,目光扫过众人:「这些‘黑色金属’的价值,不亚于金银。它们将是大明从蒸汽到内燃机、从火车到高铁的钥匙。」

徐月娥举手,语气中带着好奇:「首相,课本里说,金属要从矿石里提炼出来,需用酸液或高温熔炼。可马鞍山的炉子,最高不过千度,能炼出这些金属吗?」

方梦华指向一旁的电弧裂解炉:「好问题!寻常炉子确实不够,但我们的‘超级阴阳转轮’能产生数千度的高温电弧,足以熔化铬、锰、甚至更难炼的金属。」她翻开速记本,展示一页草图:电弧炉内,铜电极间跳跃着蓝紫色电弧,矿石在高温下分解,金属液滴缓缓凝结。「今日,我们将用同样的电弧,尝试从铬铁矿中提炼纯铬。」

叶承灏皱眉,低声道:「可……电弧炉的电压还不稳,昨晚炸响了三次。万一熔炼失败,矿石不就白白浪费了?」

方梦华看向汤思退:「承灏的担忧有理。思退,你的稳压装置准备如何?」

汤思退拍了拍身旁一组铜片电阻,咧嘴道:「昨晚改进了三组齿轮,参考‘行者号’的离合器原理,电压波动已降到一成。今天保准让电弧稳如泰山!」

「好!」方梦华拍手,转向杨广仁:「杨师傅,马鞍山可有足够的铬铁矿与赤铁矿?我们需要至少十斤纯铬与锰,试炼第一炉合金。」

杨广仁嘿嘿一笑:「俺这就去挑最好的矿石,晚上就能开炉!」

方梦华点点头,目光转向全场,语气陡然加重:「诸君,铬、锰、钴、镍的发现,只是我们迈向新世界的第一步。但真正的挑战,在于如何用这些金属,打破当前的瓶颈。」她走向实验桌,拿起一把铜制铣刀,轻轻一折,刀刃便弯曲变形。「如今我们的机床,只能加工木头和铜料,切削铁料尚且费力,更别提这些坚硬的‘黑色金属’。可若我们能用铬、镍炼出削铁如泥的合金,制成铣刀、钻头,那便能实现‘用机器制造机器’的良性循环!」

实验室内的气氛瞬间沸腾。吴淑姬眼中闪过光芒,低声道:「首相是说……用合金刀具,打造更精密的内燃机零件?那我的……」

「正是!」方梦华拍了拍吴淑姬的肩,递上一页《材料笔记》:「淑姬,妳的‘飞天车’需要轻质而坚韧的材料,内燃机的气缸、活塞、曲轴,都需高强度合金。铬与镍的合金,能让机件耐高温、耐腐蚀;锰能增强钢的韧性,适合传动部件。若机床的刀具也能用这些合金打造,我们就能批量生产零件,‘飞天车’的梦想便不再遥远。」

徐月娥翻开《炼化记录册》,喃喃道:「若能炼出削铁如泥的铣刀,‘沧海龙吟号’的螺旋桨也能更精密,航速或许能再提一成!」

谢芷兰推了推护目镜,沉吟道:「可合金的配比是个难题。铬和镍的比例多少?熔炼温度要多高?我们得试多少次?」

方梦华指向电弧炉:「这就是今日实验的任务。芷兰,妳负责酸液提纯铬与锰;月娥,妳分析矿石成分,确定配比;思退与承灏,优化电弧炉的电压与温度;杨师傅,准备高纯度矿石与坩埚。」她停顿片刻,目光深邃:「若成功,我们将炼出第一块‘不锈钢’雏形,足以切削铁料,甚至硬钢!」

实验开始。杨广仁指挥工匠将铬铁矿与赤铁矿投入电弧炉,汤思退合上紫铜开关,「超级阴阳转轮」轰然启动,铜盘以每分钟千转的高速旋转,电弧如雷霆般在炉内跳跃。高温下,矿石逐渐熔化,发出刺眼的红光。徐月娥站在显微镜旁,飞速记录:「铬含量约20%,锰约5%,铁余量……熔点已达1500度!」

谢芷兰操作酸液槽,将提纯的铬液注入坩埚,绿色溶液在高温下冒出白烟。叶承灏盯着电压表,低喊:「电压稳定!电弧温度约4000度!」杨广仁挥汗如雨,将熔融的金属液倒入模具,冷却后,一块银亮的合金板缓缓成型。

方梦华拿起合金板,用力敲击,发出清脆的金属声响。她递给汤思退一把新制的铣刀,刀刃由合金打造,寒光闪闪:「试试看,能否切削马鞍山的生铁。」

汤思退接过铣刀,走向一旁的机床,固定一块生铁,刀刃飞速旋转,铁屑如雪花般飞溅。不到一刻钟,生铁被切削成光滑的圆柱,刀刃却丝毫无损。学生们爆发出欢呼,杨广仁拍手大笑:「这刀比俺们最好的青铜刀强百倍!削铁如泥,名不虚传!」

方梦华凝视合金板,低声道:「这块合金,只是开始。铬、锰、镍的组合,将让我们从手工工坊走向机器工厂。诸君,‘用机器制造机器’,是大明工业革命的真正起点。」

实验室外,汽笛声响彻湖畔,金陵城的轮廓在晨光中若隐若现。电弧的光芒与合金的寒光交相辉映,仿若新时代的曙光。

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