电镀锡时,打铜底与镍底的区别
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按排行字母分类：石器时代的人是怎样开始冶炼青铜的
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摘要: 今天无聊，想到如果穿越回石器时代，如何冶炼出青铜呢？于是上网搜了一下，发现了一个比较靠谱的回答。
前提是你得认识铜矿石、锡矿石和铅矿石的样子，还得记住三种金属的比例，才能炼出合格的青铜来。
即使上 ...
& && &今天无聊，想到如果穿越回石器时代，如何冶炼出青铜呢？于是上网搜了一下，发现了一个比较靠谱的回答。
& && &前提是你得认识铜矿石、锡矿石和铅矿石的样子，还得记住三种金属的比例，才能炼出合格的青铜来。
& && &即使上面的条件满足了，要找到露天铜矿的位置也比较难，所有你最好在穿越之前先画一张各种矿藏的地图揣在怀里。
& && &然后大量开采也是问题，你没有锤子、镐头和凿子，更不要说炸药了。只能背个竹筐满地捡小块的矿石。
& && &但是冶炼的技术没有下面的回答里说的那么难。我以前读过冶金史，依稀还记得古代炼铜的方法。就是挖个大坑，里面把铜矿和木炭一层一层铺好，最外层用泥巴密封，只留通气孔，然后点燃矿堆里面的木柴。木柴慢慢引燃木炭，就会得到很高的温度。等几天之后，彻底冷却了，扒开灰堆，就会找到铜块，然后再用陶锅精炼就行了。
& && &其实如果你懂得冶金，我看先炼铁比炼铜更加容易，因为你只需要铁矿石一种原料，而且铁矿比铜矿更多。
& && &用上面的方法可以得到充满气孔的纯铁，捡出来后放在炭火里烧，烧红后用大石头锻打，反复进行就能得到钢了，性能比青铜要好出很多……
& && &铁矿石主要是磁铁矿、赤铁矿和菱铁矿，磁铁矿应该比较好找吧，因为具有磁性，两块矿石会互相吸引就肯定是了……《天工开物》里好像记载了中国某地露天铁矿的情形，真是找几个人背着竹筐满地捡矿石……
下面是转载过来的：
试想一下。古人从无铜时代过渡到青铜时代的步骤。
前提：a.学会用火，会搭建石头和土坯火炉，学会使用木炭 b.已经使用火烧粘土制容器 c.出现了控制较大片区域和人口的政权，有一定的人力使用 d.区域内正好有天然的铜矿，为孔雀石和蓝铜矿，并伴有锡石。（这叫铜锡共生矿，经常还伴有银，天然铜。）
步骤：1.对天然铜的使用。天然铜往往出现在铜矿，数量很少。天然铜的使用早于冶炼铜，某个政权或许早已经习惯于收集天然铜，制造一些装饰物或者小容器。这个叫红铜时代或者铜石并用时代。红铜时代的人熟悉天然铜的性质，并能加工天然铜。
用陶器加热/融化天然铜，用石锤锻打是早期加工方式。因为那时候很难得到高温，要得到铜水是很难的，可以用加热后锻打的方式来加工小型容器，两块铜片烧红，并不需要完全的融化，也可以连接成一块铜。
2.孔雀石，蓝铜矿的颜色鲜艳，容易辨识。作为早期的颜料和装饰品应该早已被熟知。在偶然或有意的情况下，小块的铜矿落入火中，被还原出铜来，并被那时的人发现。偶然的情况可能是把木柴堆积在铜矿石上点火聚餐，或者用石头搭建火炉的时候正好使用了天然矿石。等到火熄之后，他们发现石头的一部分变成了天然铜。这种方法被有心人学会，逐渐发展成烧灼铜矿石来获取铜的采矿法。
带有通风口的木炭炉----其实就是一个粘土制成的圆筒，下面开一个孔。木炭可以通过烧木头得到。木炭的优点是它容易碎裂，在石器和天然铜并用的时代，将木头劈成小块来帮助燃烧是困难的。但先将其烧成木炭后，可以用石头砸碎。
将木炭填进炭炉，点火，上面放进破碎的矿石，点火燃烧，矿石被木炭还原得到铜。
下面这个网站里是老外冶炼青铜的实验：
这是现代人复制粘土炉和木炭炼铜。和当时的现实相比，他多了一个简陋鼓风机。古人可以使用兽皮或者大树叶扇风，或者干脆把炉子放到有自然风的山顶。
3.政权介入采铜和铜的制造，出现较大规模的炼铜地，开始使用铸造铜器。政权的介入，可以建造大型的冶铜炉，聚集众多的铜加工人员。我们现在看到的大型冶金遗址，应该都是政权介入的。
前面现代人的复制炉，高度只有半米，直径还要更小，铜水落到炉底变冷不会流出。
大型的冶炼炉内部炉温比小炉高很多，铜水温度更高，数量更多，因此铜水会流出，浇注也就会出现。
4.锡的发现和使用
虽然传世锡器的出现比青铜晚了很久，但不得不说，锡比铜更容易冶炼和加工。天然的锡石颜色灰黑，有光泽。前面所说的偶然发现天然铜，也可以同样的方式来发现锡。特别在铜锡共生矿的开采中，可能早已有人发现同样的冶铜方式能产生锡。锡软，在二百多度就能融化，在零下几十度的时候又会变成粉末。因此在实用上并不出色，不受重视。
传世锡器是铅锡合金，比青铜晚很多，但我们可以假设，锡早已经作为一种用处不大的东西被人提炼出来了。
至于如何把铜和锡放在一起变成青铜，是一个开放性的问题。
5.如何发现青铜
古人没有合金理论，最初的发现基本可以归于偶然甚至失误
有可能在冶炼铜矿石的时候错误的加入了锡矿石，然后炉内流出的就是青铜水。古人不太可能立即发现这东西熔点低，但凝结后比纯铜硬很多却是可以发现的。此后古人复制了这种冶炼方式，发现了青铜的冶炼，顺带浇注。
另一种设想是人类先独立的炼出铜和锡，在偶然的方式下发现把这两种金属混合熔化能形成更硬的金属。锡的用处不大，但容易熔化，毕竟也有一点用处。如果回炉熔铜工艺很早发明，又正好和熔锡的工场同处一处---可能因为失误而将锡水加入铜炉中，意外发现了青铜。
6.青铜的回炉
首先出现的应该是青铜器的锻打式热加工，在热加工的时候，发现青铜更容易熔化。甚至能放在陶器中被熔化成水，于是出现了回炉再炼。
青铜的熔点和纯铜相差不算多，一二百度的温度在古代可能只是换个大号炉子的难度，因此纯铜的回炉可能更早。但是，纯铜不是好的浇注材料，受热胀冷缩的影响，冷却后容易出现气孔，复杂形状甚至可能断裂。纯铜更适合锻打。而青铜是出色的浇注材料。它冷却后的体积和液态相比略有扩大，但相差很小，可以浇注出复杂的形状。
7.青铜时代铜器的发明顺序
首先是天然铜器，天然铜有延展性，适合做出较为复杂的形状，特别是长形的器物，这在一些场合会有奇效。石头和土，陶很难做成细长的形状，而树枝又不耐火。因为缺乏加工工具---早期的铜器，绝非我们现在看到堪称精美的工艺品，可能只是曲里拐弯的一根长条，遍布毛刺。但是，它比 树枝耐烧，所以它可以首先用来烧烤，并且因为延展性，可以制造成为原始的金属容器和隔离器。
刃和尖，可以通过磨制工艺来达到。铜的延展性，可以比较容易的制造出带刃和带尖的工具。这可以用来做武器，或者原始的刀，因为硬度相当差，这种原始工具可能更多用于精细场合而不是暴力场合。比如用一块铜片挑出骨头里的骨髓，或者在泥土陶坯上绘制出精细的花纹。如果用铜刀去砍树，估计效果还不如用力掰断。
就在铜矿冶炼和原始政权出现之后，出现了专门工匠，铜器的水准大大提高，这时候仍然主要使用锻打铜器。浇注只用来塑造大致形状。更精确的造型使用磨制。然而，没有青铜，这时候的铜制品仍然称不上工艺品等级。这和现代不同，现代我们可以使用冲压制造精美铜器，这依赖于硬金属加工，但在铜石并用时代，我们没有比铜更硬又能制造的很精细的工具。而铜又不是好的浇注材料。我们可以用铜水浇注出简单的铜锤，无非就是一个方形的铜块，甚至可以浇注出它的铜把手。但如果我们试图浇注成一个哑铃形状，因为铜的收缩，这个哑铃的中间连接部分有很大几率断裂开来，结果得到的不是一个哑铃，而是两把短柄锤。复杂形状的铜器无法用纯铜浇注，限制了铜器的发展。
青铜出现之后，浇注成为重要的加工方式，可以塑造成复杂的形状，铜器才成为艺术品。加上青铜的硬度高，用处多了很多。首先可以浇注成结实的锤子，刀具，锥子等。用铜浇注成的这些东西很不耐用，只能用在精细场合，而青铜工具可以用在暴力场合----用青铜刀来砍木头是可行了，用青铜剑来砍人也是有效的了。
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现在，我们假设某人穿越回新石器时代，并且忽悠了几十个上百个原始人做小弟，穿越者恰好知道青铜的全套知识，穿越地恰好有容易开采的铜锡伴生矿，如何快速进入青铜时代。
让原始人小弟去采集铜矿石和锡矿石，铜矿石是蓝色的容易分辨，锡矿石有金属光泽也不难。
蓝色是蓝铜矿，绿色是孔雀石，成分就是蓝铜矿的水合物。最下面的是锡石。
把铜矿石和锡矿石砸成碎块，用石头来砸就行。
建造粘土炉两个，一炼铜一炼锡，下面带风口的。
收集树枝，烧成木炭。烧炭也是个技术活，需要及时隔绝空气不然就成灰了。需要建特殊的炉窑，建议在一个天然台阶形状的地方建立炭窑，也就是用粘土堆一个上面有小口，下面有风口的炉窑，上面的口和天然台阶的上层接近。在上台阶上准备足量的沙土用来封口。下面的台阶也准备沙土用来封风口。在石器时代你没有铁锹可用，所以要堆好位置。
把干树枝掰断了，放进炉窑中，填个半满，从下面风口点火烧，上面口会冒白烟，是水蒸气。等不冒白烟了就用沙土封住上下口。树枝会在里面被高温加热变成木炭。过几天甚至更长，炉窑冷却后拆开---注意一点，里面有一氧化碳，所以要屏住呼吸，轮换操作防止中毒。可以用树枝给炉窑扒开口，等一段时间一氧化碳散尽，再拆开炭窑，里面的就是木炭，再用石头砸成小块即可。
将木炭放进冶炼炉，上面放矿石，点火。设法往风道里送风提高炉温。然后铜炉里会出来铜块，锡炉会出来锡块。推倒，拆掉炉子就能得到。然而，这出来的金属块是炉渣样的东西，因为和木炭，灰烬甚至泥土混合了。
锡因为熔点低，容易提纯。简单的办法，用陶罐装锡，在火炉上加热，用不了多久锡就会融化成锡液，可以浇注，模具用陶器。实际的设备当然要精巧些，因为你没有金属夹子，又不能手抓几百度的陶罐。制造一个下面带流出口，能部分晃荡的陶罐是可行的。在锡熔化后，用木棍将陶罐倾侧，锡液体便会流出。不过和纯铜一样，浇注出来的东西粗糙，而且也软（想想焊锡丝有多软），实际用处不大。
铜的熔点高，所以熔化起来就困难多了。虽然炼铜炉内部温度足以让铜化为液体，但炉口温度却远低于这个温度，甚至低于青铜的熔点。
这时候我们需要什么？大型的炉子，以便将可倾侧的陶罐放进其中灼烧。在炉口温度是不够的。为了提高炉温，还需要鼓风。如果炉子造的好，可以产生烟囱效应，甚至不用鼓风也可以产生够高的温度。把一个带粘土流出口的陶罐放进炉的中部，可以用土台保持它的高度，这个出口要够长，可以一直伸到炉外。把前面的粗糙铜块放进去，点火，铜熔化后就会流出，进入你放好的模具，和锡一样，铸造的东西也很粗糙，软。
青铜怎么做？用上面熔铜的设备把过程再做一遍，放进去的是提纯后的铜和提纯后的锡。这次流出的就是相当纯的青铜液，可以用来铸造了。在倾侧坩埚前，需要一定的时间来让锡和铜混合充分。
青铜液首先可以用来铸造长形的铜棍，铜钩。在前面的例子中，我们难以将坩埚从炉中取出而采用倾侧式，是因为我们没有工具将其拿出。我们可以给坩埚制作耳，但坩埚已经加热到和融化青铜差不多的温度，石器无法做得够长，木头会被轻易烧毁。但现在有了青铜棍，青铜勾，就可以快速的将坩埚取出。
顺便，还可以制造锤，刀，锥子等工具。锯是一种古代神器，及早铸造。至于各种精美器物，需要工匠积累经验慢慢来，就拖后了。
转自知乎：
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