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秦陵兵馬俑的2項黑科技,顯示了我國古代高超的科技水準,哪2項?

引言

1974年,西安臨潼西楊村農民楊志發在山上打旱井的時候,無意中挖出了許多陶俑的碎片。經考古工作者的發掘,一座埋葬于地下的2000多年的秦俑寶藏出現在了世人面前,人們稱之為“世界第八大奇迹”。

秦陵兵馬俑的2項黑科技,顯示了我國古代高超的科技水準,哪2項?

雖然經過了40多年不間斷地發掘,但是秦陵兵馬俑的科考工作還遠沒有結束。在此期間,科考人員遇到了很多困難,同時也收獲了太多的驚喜,尤其是一些秦代的“黑科技”,已經遠遠地超越了現代人的認知。今天我們就來聊一聊:秦陵兵馬俑的2項黑科技,顯示了我國古代高超的科技水準,哪2項?

千年不腐的青銅寶劍

1994年,秦陵兵馬俑的2号坑出土了19把青銅寶劍,這些出土的青銅寶劍光亮如新,鋒利無比。看到這些仿佛是昨天遺落在此的青銅寶劍,現場的專家被吓得目瞪口呆,這太不可思議了!

要知道,這些青銅寶劍已經在地下埋藏了2000多年。在如此惡劣的環境下,任何材質的青銅器都不可能不被腐蝕,為什麼這些寶劍卻能光亮如新呢?

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為了搞清秦陵兵馬俑青銅寶劍千年不腐的秘密,科學家們對這些青銅寶劍進行了深入地研究。科學家們發現,這些寶劍并不是普通士兵所使用的青銅劍,它們是經過精心鑄造而成的寶劍,是青銅劍中的精品。

雖然這些青銅寶劍的材質主要是銅,但是這種青銅是由銅、錫、鉛所組成的合金,也就是說這些青銅寶劍的材質并不僅僅是銅,而是摻雜了别的金屬的“合金劍”。恰恰是這種合金元素,提高了銅的抗腐蝕的能力。

随後,專家們在這些青銅劍的劍身上發現了一層15微米厚的鉻鹽化合物,這層鉻鹽化合物才是使青銅寶劍保持千年不腐的終極密碼。

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鉻是一種稀有金屬,其化學符号為Cr,它是自然界中硬度最大的金屬,在地殼的含量中僅為 0.01%。鉻這種金屬的抗氧化性和耐腐蝕性非常好,上世紀40年代以後,鉻才被廣泛應用,主要是制作不鏽鋼。

秦陵兵馬俑2号坑出土的每把青銅寶劍的劍身上都均勻地敷設有一層僅15微米厚的鉻鹽化合物層,這說明在2000多年前我國的鑄劍匠人就已經熟練地掌握了鍍鉻工藝,而且鍍鉻的技術相當精湛。

穿越2000多年時空的青銅寶劍還能光亮如新,鋒利無比,主要是劍身上的這層鉻鹽化合物的功勞,這在秦代絕對是一項領先于時代的“黑科技”。

具有形态記憶金屬功能的青銅寶劍

在2号坑出土的這19把青銅寶劍中,有一把劍在發掘出土之前被一個250多斤的兵馬俑死死地壓在身下。當時,這把寶劍已經被壓彎變形,扭曲程度超過了45度,專家們看到這個情況,原本以為這把寶劍很難再恢複出原形了。誰知道專家們将壓在寶劍上面的兵馬俑移開之後,發現寶劍竟然瞬間恢複了原形,這令在場專家啧啧稱奇。

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為什麼一把青銅寶劍在被重壓變形2000多年之後還能瞬間恢複原形?

專家們在認真研究過那把青銅寶劍之後認為:這把青銅劍具備形态記憶合金的特征。

形态記憶合金被人們稱為“神奇的功能材料”,它是通過熱彈性與馬氏體相變及其逆變而具有形狀記憶效應的有兩種以上金屬元素所構成的材料。直白點解釋就是:形态記憶合金實際上就是用兩種以上具有不同性質的金屬制造成的合金,這樣的金屬融合到一起之後能夠産生記憶性。

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舉例說明:人造衛星使用的抛物面天線就是用形态記憶合金制造的。抛物面天線體積巨大,不具備直接安裝發射的條件,科學家采用形态記憶合金制造了可折疊的抛物面天線。發射人造衛星之前,将抛物面天線折疊起來裝進衛星體内,待到人造衛星進入預定軌道之後,隻需增加溫度,折疊的衛星抛物面天線因具有“記憶”功能,就會按記憶的形态伸展開,恢複抛物面形狀。

秦俑2号坑出土的那把壓彎變形的青銅寶劍采用的就是形态記憶合金,專家們通過分析青銅劍的材質,發現其劍身是銅、鎳、錫、鉛等多種金屬元素鍛造成面的合金,工匠通過對銅、鎳、錫、鉛等金屬原料進行比例調配,使之達到了具有記憶性能的合金。

在我國古代,鑄劍是一個需要花費很長時間的工作。古詩雲:“良工鍛煉凡幾年,鑄得寶劍名龍泉”,一把劍若想要達到“寶劍”的水準,不僅需要千錘百煉,而且鑄劍的細節要求還十分嚴苛,隻有技術極其精湛的鑄劍師傅才能造出這種寶劍。

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形态記憶合金在上世紀30年代才被推廣應用,秦俑2号坑那把壓彎變形的青銅寶劍的發現證明:我國鑄劍工匠早在2000多年就已經掌握了形态記憶合金的鑄造技術,這不得不讓人感歎,我國秦代的“黑科技”是多麼的先進。

結語

秦朝是中國曆史上第一個大一統的王朝,它在曆史舞台上留下了濃重的一筆。秦陵兵馬俑坑發現的千年不腐和具有形态記憶合金特性的青銅寶劍就是先人們留給我們的寶貴遺産,即使是在21世紀的今天,我國古代勞動人民用智慧創造出來的這些“黑科技”還能令我們贊歎不已,讓我們共同努力,期待更多的科學技術與發明創造在中華大地誕生吧!

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