神奇的“坩堝”，上千度鋼水都無法熔化，中國(guó)3000年前就有了

坩堝，可不是用來燒飯的鍋，它對(duì)付的是熔點(diǎn)超高的金屬！

在《哈利波特》的故事里，霍格沃茨新學(xué)生的入學(xué)清單，“坩堝”是必備工具。西方歷史里的煉金術(shù)、巫術(shù)，這玩意是“神器”。

而現(xiàn)代科學(xué)，不論是材料學(xué)、航天學(xué)包括核能，都少不了這種“煉丹爐”的存在。

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現(xiàn)代石墨坩堝的熔點(diǎn)能超過3000攝氏度，而鋼水通常在1600度左右，所以它能輕松裝下熔化的鋼水而不變形。

這不是什么“魔法”，而是材料學(xué)的勝利！為了更耐用，還會(huì)在外表鍍上一層氧化涂層。

實(shí)驗(yàn)室里科學(xué)家用它來熔煉貴金屬或進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；工廠里它幫助制造半導(dǎo)體或玻璃產(chǎn)品。

舉個(gè)最簡(jiǎn)單的例子，石墨坩堝幫著熔化硅材料，做出那些精密的電子元件，沒了它你的手機(jī)可能都開不了機(jī)。

未來的尖端科技甚至進(jìn)入太空領(lǐng)域，它的作用會(huì)更大！

媒體報(bào)道常提到它在新能源和電子領(lǐng)域的突破，比如氧化鋯坩堝、碳化硅坩堝包括最新的電磁冷坩堝，甚至能讓金屬懸浮不接觸鍋體。

人類對(duì)能源的利用本質(zhì)就是“燒開水”，核心就是熱能轉(zhuǎn)化。誰對(duì)“溫度”的掌控技術(shù)越高，誰就是引領(lǐng)者。

神奇不是憑空來的，早在3000多年前，古人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)坩堝的妙用了。

陶坩堝 國(guó)家博物館藏

考古學(xué)家在河南的二里頭遺址，挖出很多夏代的陶坩堝殘片，這正是青銅文明的基礎(chǔ)！

如果沒有古人對(duì)“熱能”的掌控，就不可能有那么多精美的青銅器出現(xiàn)。

后來又在河南一處西漢冶鐵遺址中，出土了17座坩堝煉鐵爐。其中一座長(zhǎng)3.6米、寬1.82米、深0.82米。

由爐門、風(fēng)窩池、窯膛和煙囪四部分構(gòu)成，爐膛四周涂有草泥，爐后設(shè)有排煙系統(tǒng)。爐內(nèi)發(fā)現(xiàn)的橢圓狀坩堝外敷草拌泥，表面呈深黑色并覆蓋灰白色巖漿。

復(fù)原圖

經(jīng)過多次考古驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)戰(zhàn)國(guó)早期使用草泥質(zhì)熔爐，后來改進(jìn)為砂質(zhì)爐壁，再到西漢時(shí)期發(fā)明了由煤粉、石英砂和黏土混合的黑色耐火材料。

1979年洛陽東漢墓出土的11個(gè)坩堝，內(nèi)外壁均燒流，經(jīng)鑒定為鑄態(tài)鋼，其耐火度達(dá)1580~1610度。

這種以木炭或煤炭與黏土制成的坩堝，證明了我國(guó)東漢時(shí)期已掌握鑄鋼技術(shù)，真正意義上的世界罕見！

后來又在遼金元時(shí)期的北方地區(qū)，比如桐柏圍山遺址，發(fā)現(xiàn)一種以高嶺土為主要原料制成的圓筒形坩堝。渣堆里藏著鐵塊，這證明了古人已經(jīng)在用“鐵還原法”煉鉛。

宋代之后的史料也多次記載，坩堝多用于金銀冶煉、熔銅和煉鋅。

化學(xué)之父：拉瓦錫

坩堝沒有停步，它一路漂洋過海到了18世紀(jì)的歐洲，有個(gè)叫拉瓦錫的化學(xué)家，用它做了驚天動(dòng)地的實(shí)驗(yàn)。

他通過定量實(shí)驗(yàn)推翻“燃素說”，提出了“氧化學(xué)說”，正式開啟了現(xiàn)代化學(xué)。

早期他用的還是陶土坩堝，但經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)都因?yàn)闇囟忍叨粺蚜耍S后他用一塊天然石墨代替，這就是石墨坩堝的由來。

與此同時(shí)，中國(guó)處于乾隆時(shí)期，歷經(jīng)兩千多年一直在進(jìn)步的坩堝技術(shù)，就此止步！

一位網(wǎng)友用土豆當(dāng)坩堝

如果還不懂坩堝的原理，那就用一位網(wǎng)友的“土豆實(shí)驗(yàn)”來解釋。給土豆挖個(gè)洞，直接用噴槍加熱里面的銅絲、鋁塊。

哪怕內(nèi)部被燒得漆黑，卻依然給金屬融化了，外層卻絲毫無損。

其實(shí)就是通過高溫形成一層致密的碳層，把熱量隔絕了，自然燒不動(dòng)外面。

但現(xiàn)代科學(xué)肯定更復(fù)雜，因?yàn)閷硇枰獞?yīng)付幾千度乃至更高的溫度。歷史上錯(cuò)過太多，但未來我們肯定不會(huì)再落伍。