『壹』 冶金技術對人類有哪些重大意義
冶金技術的出現是人類運用化學手段來改造自然、創造財富的一輝煌成就，冶金技術的推廣和發展直接導致了工具的變革，無疑這將對生產力的發展、社會生活面貌的改變產生革命性的作用，可以說，冶金技術的發明把人類生活從野蠻時代推向了文明的殿堂。人們對金屬有所認識也是從這里開始，在選礦和冶煉金屬的實踐中，有關金屬的知識逐漸積累起來了。
『貳』 為何在自然科學史上，煉金術有著相當重要的歷史地位
作為化學科學的原始形式，煉金術卻起過十分重要的作用，而且它本身也含有一定的合理成分。因此，在自然科學史上煉金術還有著相當重要的歷史地位呢！
首先，煉金術士們在煉金過程中積累了豐富的化學操作經驗。通過煉丹或煉金，人們掌握了許多化學操作技術。今天化學科學中的許多操作，例如：溶解、過濾、結晶、升華、蒸餾、提純等方法都來自煉丹術和煉金術。
其次，煉金術士們在煉金的過程中積累了豐富的化學知識。許多有關元素和化合物的知識，以及物質之間互相轉化的知識也都來自於煉金術或煉丹術。
更為重要的是，煉金術提出了推動化學科學發展的新觀念。煉丹家們怎麼能知道，神丹可以長生不老？煉金家們怎麼能知道可以點石成金？前者的依據是「金是不朽的，人吃了金丹也可以不朽」。中國古代道家認為：「金丹一道是修行之本」就是這個意思。後者的依據是「自然界是變化的，物質之間可以相互轉化。」這兩種觀念都推動了化學科學的發展。
『叄』 古代煉丹術和煉金術對化學的誕生產生了哪些影響
為化學打下了基礎，鑽研古代煉丹術和煉金術的過程中發現了很多物質的性質，以及和其他物質混合產生的結果、現象等等
『肆』 煉金術對現代化學的影響
煉金術不是近現代科學的一門學科，因此也不能稱之為科學，但近代化學卻脫胎於它，人類許多的化學知識都來自於煉金術，尤其是煉金術的煉金過程直接導致了近代化學實驗方法的產生。也許我們可以把煉金術稱為「前科學」或「准科學」。
煉金術士尋找黃金的苦心毅力，使後人獲得許多有用的發明和有益的實驗，並且間接促使化學走上光明的大路。正因為如此，恩格斯把煉金術稱之為化學的原始形式。
『伍』 歷史上的煉丹和煉金術為化學發展成為一門科學做出了貢獻不包括發明了許多化學實驗器具嗎
1.發明了許多試驗方法與實驗器具：
如 蒸餾、分餾、熔融等；
2.發現了一些元素與礦石：
如 S Hg Sn HgO 等；
3.發明了現代化學的一些符號：
如 元素符號 反應方程式的雛形；
4.發現了許多合金（與類似黃金的物質）：
如 假黃金 Cu-Zn合金 愚人金 FeS2 等；
5.最牛的是阿拉伯的一位煉金術師，他制備除了 硫酸 硝酸 王水(並用它溶解了金)! 他還提出煉金術製得的「黃金」並不能接受烈火的考驗，五六次火焰煅燒就可以使之變性。這幾乎就揭露了煉金術非科學的本質!
『陸』 如何評價歷史上的煉金術
編輯本段煉丹術
煉金術在中國古代叫煉丹術。 中國古代煉丹術
中國在秦始皇統一六國之後，曾派人到海上求仙人不死之葯。漢武帝本人就熱衷於神仙和長生不死之葯。到了東漢煉丹術得到發展，出現了著名的煉丹術家魏伯陽，著書《周易參同契》以闡明長生不死之說。繼後，晉代煉丹家陶弘景著《真誥》。到了唐代，煉丹術跟道教結合起來而進入全盛時期，這時煉丹術家孫思邈，著作《丹房訣要》。這些煉丹術著作都有不少化學知識，據統計共有化學葯物六十多種，還有許多關於化學變化的記載。
編輯本段煉金術的影響
煉金術經過現代科學證明是錯誤的。但作為近代化學的先驅在化學發展史上起到了一定的積極作用。通過煉金術，人們積累了化學操作的經驗，發明了多種實驗器具，認識了許多天然礦物。煉金術在歐洲成為近代化學產生和發展的基礎。 穆斯林不僅在科學的認知和實踐上作出了突出的貢獻，對被視為「偽科學」的「秘術」，他們也曾鍥而不舍地予以探索。伊斯蘭教的「秘術」主要包括煉金術、相術和占卜（如泥土占卜）等。它們之所以被歸類為「偽科學」，是因為它們使用的是神秘的象徵語言。煉金術是最主要的秘術，而傳統的煉金術實際上是一種看待事物的完整方式，既包括對·宇宙的看法，這一般與冶金術有關；又包含對靈魂的認識，這往往涉及精神心理療法。所以煉金術一度又被認為是一種科學和一種方法。煉金術以「相互兼容」的理論為基礎，認為萬物的存在方式是「你中有我，我中有你」，所以，一事物與它事物是可以相互轉換的，不光是事物的一般屬性可以轉換，本性也可以改變。所謂煉金術，是指在一種以點金石為象徵的精神力量面前改變物質的形態和性質的一種秘術，但物質改變的前提是人的內在精神的轉變。從表面上看，煉金術與物質世界，特別是與礦物和金屬密切相關，可以說化學的發展史離不開煉金術；但從本質上講，煉金術並非原始化學，亦非純粹的心理學，它是利用煉金術過程中形成的礦物金屬等物質的變化，來促進人的靈魂的轉變。 相關書籍
伊斯蘭煉金術體現了一種關於本質的哲學，它與古希臘赫爾墨斯神智學的一般哲理，與關於礦物和金屬轉變成金的特殊原理都有密切的關系。這種關於本質哲學的理論是以亞里士多德的形式質料說為基礎，認為宇宙萬物來源於四種原質和四種原素。四種原質分別為熱、冷、干、濕，四種原素為水、土、氣、火。四種原質通過相互轉換，結合為兩種本原，即硫和汞。不過，這里所說的硫和汞並非通常意義的礦物質，其含義類似於中國傳統哲學思想中的陰陽，二者結合乃有宇宙萬物。譬如，按照煉金術的理論，硫和汞兩種本原以不同比例相融合，在某種神秘因素作用下，便可產生各種不同的金屬礦物。這四種原質、四種原素和二種本原的相互關系. 伊斯蘭教歷史上，穆斯林學者對煉金術的效能曾長期爭論不休，褒貶不一。正統的宗教學者大多反對煉金術和一般的秘術，而多數自然哲學科學家和醫生，盡管他們也不相信一般金屬能變成黃金，卻接受了煉金術的基本觀點；亞里士多德學派一般也都蔑視煉金術，而照明學派則持肯定態度。如伊本·西那就曾明確表示，他不相信煉金術上能把普通金屬變為黃金，然而他卻贊同煉金術關於金屬構成的理論，他的名著《治療書》中關於金屬構成的學說，便是以煉金術的硫汞融合的理論為基礎。 伊斯蘭煉金術繼承了古代東方的煉金術傳統，主要是以亞力山大為中心的赫爾墨斯神智學和中國的煉金術。穆斯林最早的煉金術上是倭麥亞王子哈立德·伊本·葉基德。8世紀初，煉金術甚為流行，其代表人物是賈比爾·伊本·哈揚（721~776年），他是十葉派六世伊瑪目賈法爾·薩迪克（699~765年）的弟子，其著作被伊斯瑪儀派奉為經典。賈比爾的《七十本書》和《平衡書》，一直被視為伊斯蘭煉金術的基礎理論著作，是用阿拉伯文寫成的關於煉金術最重要的文獻。著名的穆斯林醫生兼煉金術上拉齊，開創了煉金術的新時代。他被譽為將煉金術發展為古代化學的奠基人。拉齊對化學的重要貢獻，在於他對物質的分類，即將所有物質分為礦物、植物和動物三大類。他還曾對很多化學變化過程，如蒸餾、緩燒、過濾等作過詳細的描述。作為一名醫生，他對化學醫學也很有興趣。傳統醫學史上，他是將酒精分離出來並用於醫療實踐的第一人。 煉金術與蘇非神秘主義關系更為密切。蘇非神秘主義提倡信仰者個體精神上的修煉，放對有改變人的靈魂功效的煉金術格外重視，蘇非主義表述這方面教義的很多術語都直接來自煉金術。時至今日，不僅煉金術的語言在蘇非信徒中仍廣為流行，在某些蘇非教團中還盛行煉金術活動。此外，蘇非主義所採用的精神心理療法，與煉金術也有密切關系，這種療法將煉金術視為一種關於靈魂的科學。 煉金術與伊斯蘭藝術的關系也非同一般，傳統、的穆斯林詩歌和音樂，不僅深受蘇非神秘主義的影響，還與煉金術觀點融會貫通。這是因為據說煉金術可對人的靈魂產生影響，使其發生轉變，而詩歌與音樂等藝術則與人的靈魂轉變關系密切。此外，在伊斯蘭建築和工藝製品的造型藝術中，如書法和幾」何圖案的表現形式，都離不開和諧，煉金術所講的「平衡」、「協調」，在色彩的和諧、結構的勻稱及其象徵意義方面起著一種特殊的作用。所以，如果不了解煉金術對色彩效果、藝術造型等美學思想的影響，就無法欣賞帖木爾時代的清真寺建築和薩法維時代的地毯、壁毯等藝術精品。煉金術是聯接伊斯蘭藝術的工藝技術與宗教精神和象徵意義的橋梁，也是理解伊斯蘭藝術內韻的一把鑰匙。 古代的偽科學無非有以下幾種：宣稱可以將其他元素轉化成黃金，宣稱用一種葯物治癒所有的疾病，宣稱可以用某種儀式延長人的生命，或是直接製造出生命。 簡單來說，中世紀的煉金術是企圖用某種葯物或儀式，將人的精神與力量進化到更高的層次。說到這點，最早研究煉金術的，是中國的道士與埃及的祭司。中國的煉金術介紹很多，總是用葯煉丹，據稱就可以延年益壽，抑或點石成金。但所謂的鉛汞丹黃之術未能揭示生命本身的規律，火葯倒是應運而生。在埃及，煉金術的秘密也掌握在少數僧侶手中，希臘化的時代來臨後，亞歷山大利亞圖書館的典籍上有相關的記載。但托勒密王朝的子民只是歐洲統治者的後代，象形文字的奧秘早已失傳，拿破崙的遠征與羅塞塔方尖碑上的突破是三十個世紀之後的事情。終於，世界上最大的圖書館隨著地震變作一堆廢墟，古王國的秘術永遠蒙上了陰翳。 隨著泛希臘文明的繁榮，人文精神也蓬勃發展，那是一個無所不能的年代。亞利士多德是位煉金術士，他認為，物質是可以通過規律合成的。根據他的學說，世界由四種基本元素構成：水、土、火、空氣。物質社會的所有形態都由這四種元素根據不同的比例組成。因此，只要施加外部的影響與催化，泥土亦可變成黃金。 起源於美索不達米亞的占星術也引用了這種元素的說法。他們認為，宇宙中的所有天體——太陽、月亮、星辰，都對地面上的人類活動有所影響。因此，後世的煉金術士們認為，只有在各種天體處於特定位置的時候，煉金儀式才能取得成功。在公元八九世紀的時候，希臘的煉金術被傳入了阿拉伯，游牧民族簡化了亞利士多德的理論，認為，所有的金屬都由兩種元素構成：硫磺與水銀。中國的煉丹術也同時以火葯的形式傳入阿拉伯半島，延年益壽的仙丹倒變成了一千零一夜中青春泉的傳說。波斯的醫師將這些理論系統的整理成冊，被中世紀的煉金術士頻繁的引用。 此刻的歐洲正發生了天翻地覆的變故，羅馬的陷落標志著一個時代的終結。黑暗與蒙昧重新籠罩整片大陸，希臘體系的人文科學自此凋敝。直到12世紀，阿拉伯的移民涌進伊比利亞半島（西班牙）與西西里，通過與他們的接觸，歐洲人重新對煉金術或者說東方的神秘主義哲學產生興趣。希臘語的手抄本通過敘利亞語或阿拉伯語的中介又被翻譯成拉丁語。1455年在佛羅倫薩和威尼斯等地流傳著一本書，名字叫Corpus Hermeticum，赫姆提卡文集，其名字引起了很大爭論，有人認為來自古埃及的月神透特，有人認為來自希臘神話的赫爾墨斯。不管怎樣，書中提到了大量煉金術、占星術、魔法符號與用具，還有古埃及的種種儀式，簡直是古代的AD&D。其他阿拉伯學者的論文不僅有哲學的理論依據，還有大量的應用實例。最多被提到的有兩位：阿諾德·威拉諾瓦（1240~1313年），蒸餾術的發明者；羅傑·培根（1214~1294年），詳細記載了黑火葯的成分處方，和單筒望遠鏡的製作工藝。 讓我們來看看煉金術士的小屋。典型的實驗室應該是黑暗、潮濕、四處擺放著不知名的葯品，散發著可疑的煙霧。許多煉金術士在家工作，以節省資金，同時也避開外人打擾。有些人選擇廚房，可以利用現成的爐火。有些則蹩到閣樓上，以便晚上進行的活動不會被好奇的鄰居所發現。這些矮小的權宜之所常常塞滿了各種形狀古怪的儀器、手稿、頭骨、動物標本。為了精神上的禱告，通常還有小型的祭壇。所有這些擺設與其說是代表著科學技術，不如說是神秘主義的象徵。為了煉制丹葯所進行的工作是最原始的化學實驗，煉金術士是最早嘗試將各種元素分離開的先驅。白磷的提煉，鹽酸的合成就是中世紀的產物；同時他們用到的器皿，蒸餾液體、分析金屬的設備以及種種控制化學反應的方法，至今還在使用。 加熱是每個煉金實驗必須的條件，不管是加熱液體還是溶解鉛塊。為了保持一定的溫度，煉金術士們發明了水浴，學理科的朋友在高中一定作過這樣的實驗。帶定時器的爐子體現了精巧的工藝，大英博物館中有一台1616年製造的恆溫箱，那個時代的人已經懂得雙金屬片的製造。 傳說中的城堡深處總是有這樣的實驗室，這也是事實。從地中海沿岸的國王，到波羅的海的鄉下貴族，都把煉金術士看成是通往財富的捷徑。貪婪往往伴隨著腐敗，於是學者中也是魚龍混雜，歐洲並不缺乏高明的騙子和吹牛者，他們的所作所為可以很好的寫成一部浮誇的編年史。但是，正如不是每個實驗室都能產生弗蘭肯斯坦一樣，煉金術士的努力大多徒勞無功。如果不能夠兌現諾言變出黃金來，付出的代價是掉腦袋。性子暴躁的紅鬍子二世專門打造了一個絞架，用來弔死失手的倒霉蛋。中世紀的煉金術士因此敗壞了名聲，因為從業者為了保住性命多多少少用到了不光彩的手段。從15世紀到17世紀，煉金術的書籍越來越多越來越復雜，故弄玄虛的符號與公式隨處可見。 一部分聰明的煉金術士開始轉移權貴的焦點，他們宣稱可以煉制強身健體的靈葯，煉金術因此走上醫葯研究的道路。其中最有名的一位，帕拉塞爾蘇斯（1493~1541年），他不同意當時流行的說法，即病患源於自身機能的紊亂與失調。認為，疾病存在於外部的某種載體上，尋找等待著機會侵入人體。葯物可以幫助抵禦這些疾病，這是最早關於病菌的設想。此外，他還首次提到實驗中得到的「銀灰色」物質——鋅，並第一個用「酒精」（alcohol）來稱呼從葡萄酒中蒸餾出的液體。 文藝復興帶來了煉金術的黃金時代，為了復興羅馬的榮光所進行的革命，徹底的洗刷著整整十多個世紀的沉寂，藝術與科學界都產生了眾多令人眼花繚亂的成果。宗教也經歷著巨大的變化，新教在16世紀上半葉完成了重組。此刻的煉金術由三塊組成：部分科學、部分藝術、部分宗教，也隨著復興的節拍踩著輕快的舞步。 科學研究者正式從煉金術士中分離出來，成為獨立的職業。此前的煉金術士在追求貴金屬的同時產生的副產品，即他們所作的實驗，奠定了現代化學的基礎。另一部分則專門研究占星術，低級者如吉普賽人的算命把戲，高級者或可稱為數字命理學。20世紀中葉盛行的精神病理研究還用到了煉金術士的唯心論和招魂術。 先來講占星家，正如藝術的目的是追求至美一樣，對於具備著真正睿智遠慮的占星家來說，如何在精神修為上達到更高層次，遠遠勝過財富與虛名的誘惑；超越鉛塊一般沉重駑鈍的肉體的限制，讓思想如同黃金般璀璨成熟，比其物理上的實現更為重要。與希臘羅馬時代不同，他們不像犬儒學派那樣苦修，亦不像斯多葛學派那樣誇誇其談。他們對著閣樓的天窗，隱隱把握著宇宙的整體性，驗證著星空的不斷變動，安守著心中永恆的道德准則。 占星家將其事業看成是完善二元論的神聖藝術：完成自身心靈凈化升華的同時，用宇宙的運動變遷來解釋人世間的實踐活動。由於文藝復興中開放的學術氣氛，他們也開始挑戰古代的權威，拋開人類自身去探求自然的奧秘，完成由大入微的轉變。（蘇格拉底在廣場問：我是誰？我從哪裡來？被稱為哲學上的大問題。） 這種崇高的目的毫不疑問使其成為殉道者，終其一生都沒有看到自由王國的大門洞開。當一部分人成天孜孜以求盛滿黃金的坩堝時，真正的學者在失望中被埋進乞丐一般簡陋的墳墓。 再來講現代化學的奠基者，他們繼承了最早煉金術士的職能。先介紹尼古拉·弗雷曼，一位14世紀巴黎的煉金術士，他及其門徒對物質的構成一無所知。當時所有人認為，所有的物質存在都由四種基本元素組成，一如亞利士多德的理論。元素比例不同，形成時的冷暖干濕各異，因此有了不同的形態。 從這種理論出發，金屬的轉化就有了可能。弗雷曼在他的書中寫到，所有的金屬都來自地球內部，天然的熔爐將各種元素攪拌混合，其進程由某種更高的存在決定，或可歸結成神的意志。神的境界總是完美，因此，只要混合的元素在地球深處呆上足夠長的時間，最早或許是鐵或鉛，慢慢就變成黃金白銀。但是，總有被過早開采出來，地球上的金屬因此顯現不同的形態。而煉金術士的使命，就是繼續造物者未完的工作，並加速金屬的「進化」。今天的人讀到這些，也要佩服他們壯大的構想力。 所有的煉金術士對他們的成果都諱莫如深。13世紀的煉金術講座上，所有的人要先起立：「以我的靈魂宣誓，如果對別人顯露今天看到的，即會受到永久的詛咒。」一位叫巴塞爾·瓦倫丁的教士寫道：「只能仰望，若是傳揚一點天國的奧秘，靈魂將淪落最深的地獄。」 這么做的原因有兩個：首先是高人一等的優越感，或者是貪婪，煉金術士們將自己的方程式緊緊的保藏；其次是教會，他們認為煉金術是對造物者的干涉與褻瀆，煉金術士從事魔鬼的藝術。更有高尚者認為，自己的方程式可以成功，一旦落入居心不良者手中，將為禍社會，因此要埋藏起來。很矛盾的想法，既然這樣為什麼帶著虔誠的熱情去鑽研，但想到今天核物理的成就，現代人亦沒有資格取笑他們。
『柒』 為什麼西方煉金術會發展為現代化學
古希臘煉金士的目標很明確，即讓賤金屬變為貴金屬並從中獲利。其實，很多煉金工匠對假金不能成為真金心如明鏡，樂此不疲地嘗試新的贗金配方和工藝，是為了讓社會大眾更難識破，貪欲推動了競技和創新。
古希臘也有一些對煉金術感興趣的學者，他們不是為了營利而捲起袖子在小作坊里煉金，好奇心讓他們對各種金屬合金之間的轉變興奮不已，他們相信金屬可以「嬗變」，思索著物質變化的規律，留下了一些理論。
古希臘衰落讓希臘文化沉寂下來，其中包括對金屬嬗變的探索，但民間工匠們製作贗金的活動仍在悄悄地繼續著。中世紀晚期，學者們從阿拉伯文獻中重新發現古希臘文明，此時阿拉伯人也把自己發展了的煉金術加上中國煉丹術帶到了歐洲。於是，古希臘煉金術、阿拉伯煉金術以及中國煉丹術，五光十色地進入歐洲文藝復興時期學者們的視野。
文藝復興時期的歐洲學者思維敏銳、敢於批判，對重見天日的古希臘璀璨文明充滿驚喜但並不教條，對來自其他地區的文明元素也欣然思索。這個學者群體還有一個特點就是大多為衣食無憂之士，很少以營利為科學活動目的。到了文藝復興晚期，很多一流學者走出「象牙塔」，向工匠們學習工藝（包括煉金工藝），然後製作新工具、建立實驗室。此時此刻，現代實驗科學已經初現雛形。
首先提倡自然探索的實驗方法，而不能僅僅依靠邏輯演繹的是英國自然哲學家羅傑·培根（Roger Bacon，1214～1293），因此被科學史學者們視為現代科學的奠基人。事實上，培根熱衷煉金術，其實驗方法正是來自一直被高貴的自然哲學家們看不起的煉金士們。
而從傳統煉金術破繭而出化學理論的第一位現代化學家是英國人羅伯特·波義耳（Robert Boyle，1627～1691），他出版於1661年的代表作《懷疑派化學家》（The Sceptical Chemist），是現代實驗科學的里程碑。在這部書中，他用對話的形式，既批判了古希臘一些沒有根據的理論（例如「四元素說」），也提出現代化學研究如何從「煉金」和「煉丹」的迷思和神秘主義中走出。他闡述了一套嚴謹的科學研究方法，認為一切理論必須被實驗證明才可能確立其「正確性」。波義耳之後，歐洲古典煉金士逐漸黯然退出歷史舞台，現代化學家閃亮登場。
『捌』 古代煉金術對化學發展的貢獻
古代煉金術對於化學發展的貢獻，主要是他設計出了很多出初步的實驗儀器，第2個它摸清楚了一些元素之間互相反應的基本規律，這就是他的主要貢獻了。
『玖』 中國古代的冶煉業在東西方文化的交流中作出了哪些貢獻
灌鋼法又叫團鋼法,或生熟法,是中國早期煉鋼技術一項最突出的成就。17世紀以前,世界各國一般都是採取熟鐵低溫冶煉的辦法,鋼鐵不能熔化,鐵和渣不易分離,碳不能迅速滲入。中國發明的灌鋼法,成功解決這一難題,為世界冶煉技術的發展做出劃時代貢獻。
1 古代冶煉技術的演進春秋以前,中國的冶煉技術處於比較原始的階段,當時使用的冶煉方法稱為「塊煉法」。當時煉鐵使用木炭作燃料,熱量少,加上爐體小,鼓風設備差,因此爐溫比較低,不能達到鐵的熔煉溫度,所以煉出的鐵是海綿狀的固體塊,稱為「塊煉鐵」。塊煉鐵冶煉比較費時,質地比較軟,含雜質多,經過鍛打成為可以使用的熟鐵。鋼鐵冶煉技術的進一步發展到「塊煉滲碳鋼」。出土文物表明,中國最遲在戰國晚期已經掌握這種最初期的煉鋼技術。人們在鍛打塊煉鐵和熟鐵的過程中,需要不斷地反復加熱,鐵吸收木炭中的碳份,提高了含碳量,減少夾雜物後成為鋼。這種鋼組織緊密、碳分均勻,適用於製作兵器和刀具。進一步發展到「百煉鋼」技術。人們在打制器物的時候,有意識地增加折疊、鍛打次數,一塊鋼往往需要燒燒打打、打打燒燒,重復很多次,甚至上百次,所以稱之為百煉鋼。百煉鋼碳分比較多,組織更加細密,成份更加均勻,所以鋼的品質提高,主要用於製作寶刀、寶劍。
在西漢中晚期,中國出現新的煉鋼技術「炒鋼」,這是在生鐵冶鑄技術的基礎上發展起來的一種煉鋼技術。大約在春秋末期,中國就已經發明生鐵冶鑄技術,以後經過長時間的實踐和探索,逐漸形成利用生鐵為原料的炒鋼技術。其基本方法是將生鐵加熱成半液體和液體狀,然後加入鐵礦粉,同時不斷攪拌,利用鐵礦粉和空氣中的氧去掉生鐵中的一部分碳,使生鐵中的碳含量降低,去渣,直接獲得鋼,這就是炒鋼技術。這項技術的發明是煉鋼技術的重大突破,使冶煉業能向社會提供大量廉價、優質的熟鐵或鋼,滿足生產和戰爭的需要。炒鋼的出現促進百煉鋼技術的發展,人們以炒鋼為原料,經過反復加熱、折疊、鍛打成質量很好的鋼件。但是炒鋼和百煉鋼技術還存在一定缺陷,如炒鋼工藝復雜,不容易掌握;百煉鋼費工費時。
2 綦毋懷文發展灌鋼法大約在東漢末,可能出現煉鋼新工藝「灌鋼」法的初始形式。南北朝時,綦毋懷文對這一煉鋼工藝進行了重大改進和完善。南朝齊、梁時的陶弘景首先記載了灌鋼法,北朝魏、齊間的綦毋懷文曾用這種方法製成十分鋒利的「宿鐵刀」。綦毋懷文,姓綦毋,名懷文,是中國南北朝時期著名冶金家。他生活在公元6世紀北朝的東魏、北齊間,具體生卒年代歷史上缺乏記載,只知道他好「道術」,曾經作過北齊的信州(今四川省奉節縣一帶)刺史。據史書記載,綦毋懷文的煉鋼方法是:「燒生鐵精,以重柔鋌,數宿則成鋼」,就是說,選用品位比較高的鐵礦石,冶煉出優質生鐵,然後,把液態生鐵澆注在熟鐵上,經過幾度熔煉,使鐵滲碳成為鋼。由於是讓生鐵和熟鐵「宿」在一起,所以煉出的鋼被成為「宿鐵」。灌鋼法是中國古代煉鋼技術上一個了不起的成就。同百煉法或炒煉法比較,其優點1)生鐵作為1種滲碳劑,因熔化後溫度高,加速向熟鐵中滲碳的速度,縮短冶煉時間,提高生產率。(2)熟鐵因為碳的滲入而成為鋼,生鐵由於脫碳也可以變成鋼,增加了鋼的產量。(3)在高溫下,液態生鐵中的碳、硅、錳等與熟鐵中的氧化物夾雜發生反應,去除雜質,純化金屬組織,提高金屬品質。(4)灌鋼法操作簡便,容易掌握。要想得到不同含碳量的鋼,只要把生鐵和熟鐵按一定比例配合好,加以熔煉,就可獲得。3 推動中國古代刀劍技術的發展綦毋懷文是一位出色的制刀專家,對前人造刀經驗進行研究、比較,經過不斷實踐,創造一套新的制刀工藝和熱處理技術。
綦毋懷文造刀的方法是:先把生鐵和熟鐵以灌鋼法燒煉成鋼,做成刃口,然後「以柔鐵為刀脊,浴以5牲之溺,淬以5牲之脂」這樣做出來的刀稱為「宿鐵刀」,極其鋒利,能夠一下子斬斷鐵甲30札。對於含碳量比較高的鋼,理想的淬火介質應該是:當工件在比較高的溫度650～400℃,具有較大的冷卻速度,在低溫300～200℃,具有較慢的冷卻速度。這就需要採用雙液淬火法。綦毋懷文先用動物尿、後用動物油進行雙液淬火,能夠造出品質很高的「宿鐵刀」。中國早在戰國時代就使用了淬火技術,但是長期以來,人們一般都是用水作為淬火的冷卻介質。雖然三國時的制刀能手蒲元等人已經認識到:用不同的水作淬火的冷卻介質,可以得到不同性能的刀,但仍沒有突破水的范圍。而綦毋懷文則實現了這一突破,他在製作「宿鐵刀」時使用了雙液淬火法,即先在冷卻速度大的動物尿中淬火,然後再在冷卻速度小的動物油脂中淬火,這樣可以得到性能比較好的鋼,避免單純使用1種淬火(即單液淬火)的局限。雙液淬火法,即在工件的溫度比較高的時候,選用冷卻速度比較快的淬火介質,以保證工件的硬度;而在溫度比較低的時候,則選用冷卻速度比較小的淬火介質,以防止工件開裂和變形,使其有一定的韌性。雙液淬火法是1種比較復雜的淬火工藝,這在當時沒有測溫、控溫設備的條件下,完全依賴操作及經驗,是一個了不起的成就。在綦毋懷文之前,中國古代的鋼刀大都用百煉鋼製成,這樣製作的刀劍雖然性能優異鋒利,但也存在不少缺陷,整把刀全部用百煉鋼製成,價格昂貴;如一把東漢時期的名鋼劍的價錢可以購買當時供7個人吃2年9個月的糧食。而且百煉鋼製作刀劍費時費力。三國時,曹操命有司製作寶刀5把,用了3年時間。為此,綦毋懷文對制刀工藝進行了重大更新。這表明綦毋懷文對鋼鐵的性能有比較深刻的認識,而且能根據不同的用途合理選擇材質,發揮各種材質的優點,節省某些貴重材料,降低成本和費用。1把刀的背部、刃口實際起著不同的作用,因而要求具有不同的性能。
一般來說,刃口主要起刺殺作用,因而要求有比較高的硬度,這樣才能保證刀的鋒利,所以應該選擇含碳量較高、硬度較大的鋼來製造。而刀背主要起1種支撐作用,要求有比較好的韌性,使刀在受到比較大的沖擊時不致折斷,這樣就要選擇含碳量較低、韌性較大的熟鐵。綦毋懷文正是有了上述類似的認識,在製作刀具時才能夠將熟鐵和鋼巧妙的結合起來,將2者恰到好處地用在合適的地方,既滿足了鋼刀的不同部分的不同要求,又節省大量昂貴鋼材,利於鋼刀的推廣和普及。這種制刀工藝,今天還在沿用。
由於綦毋懷文和千百萬工匠的辛勤勞動,使中國古代冶金技術自立於世界之林。因此,當我們研究和總結古代科學技術成就的時候,不應該忘記綦毋懷文的功績。這是中國冶金史上的一項傑出成就和偉大創新,在世界煉鋼史上佔有一定地位。4 灌鋼法的進一步革新灌鋼法的出現,使鋼的產量和品質大大提高,為隋唐以後生產力的大幅度增長提供了條件。後來,灌鋼法又不斷發展。宋代又把生鐵片嵌在盤繞的熟鐵條中間,用泥巴把煉鋼爐密封起來,進行燒煉,效果更好。明代又有改進,把生鐵片蓋在捆緊的若干熟鐵薄片上,使生鐵液可以更好均勻地滲入熟鐵之中。不用泥封而用塗泥的草鞋遮蓋爐口,使生鐵可從空氣中得到氧氣而更易熔化,從而提高冶煉的效率。明中期以後,灌鋼法更進一步發展為蘇鋼法以熟鐵為料鐵,置於爐中,而將生鐵板放在爐口,當爐溫升高到1300℃左右,生鐵板開始熔化時,既用火鉗夾住生鐵板左右移動,並不斷翻動料鐵,使料鐵均勻地淋到生鐵液;這樣,既可產生很好的滲碳作用,又可產生劇烈的氧化作用,使鐵和渣分離,生產出含渣少而成份均勻的鋼材。直到現今,在蕪湖、湘潭、重慶、威遠等地人們還在使用;可見其影響的深遠。在17世紀以前,中國的煉鋼技術長期居於世界領先地位,受到各國地普遍贊揚。公元1世紀時,羅馬博物學家在其名著《自然史》中說:「雖然鐵的種類很多,但沒有一種能和中國來的鋼相媲美。」