印度不锈铁柱:1600年暴露户外为何毫无锈迹?

印度德里铁柱历经1600年暴露户外仍几乎不生锈,主要原因是其含磷量高,表面形成了致密的磷酸氢铁水合物保护膜,同时德里地区干燥的气候也抑制了锈蚀的发展。 

含磷量高形成保护膜

德里铁柱主要由锻铁制成,其磷含量很高,达到了0.114%~0.280%,与制造的现代耐候钢中的磷含量接近。在冶炼过程中,磷均匀分布于铁中。当铁柱暴露在空气中时,磷与氧气、水分反应,形成一层致密的磷酸氢铁水合物(FePO4·H3PO4·4H2O)保护膜。这层保护膜有效阻止了铁与氧气、水分的进一步接触,从而防止了铁锈的腐蚀。

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干燥气候抑制锈蚀

德里地区的气候相对干燥,一年的大部分时间里,相对湿度从未超过70%。只有在高湿度的情况下,空气才足以凝结成为传导微电流的导体,从而加速金属的腐蚀。而在德里,这样高的湿度一年只有20天,湿度超过70%的天数仅2个多月。因此,德里地区干燥的气候条件也抑制了铁柱锈蚀的发展。

其他可能因素

古代冶金技术‌:古代工匠在制作铁柱时可能使用了特殊的锻造工艺,如将铁柱加热到特殊的温度并进行捶打,既增加了铁柱的强度,又保持了磷含量不流失。此外,铁柱表面还可能渗透覆盖了一层薄薄的“米索石”,即铁和氢、氧的化合物,进一步增强了铁柱的耐腐蚀性。

环境因素‌:尽管德里地区的气候相对干燥,但铁柱仍然暴露在户外环境中,经历了无数风吹雨打。然而,由于铁柱表面形成了致密的保护膜,且德里地区的大气相对洁净,因此铁柱仍然能够保持高度抗腐蚀性。


德里铁柱:千年不锈之谜与历史之谜

千年不锈之谜

高磷含量形成保护膜‌:德里铁柱中的磷含量很高,达到了0.114%~0.280%,与制造的现代耐候钢中的磷含量接近。磷与铁和空气接触后,发生化学反应,形成了一层致密的磷酸氢铁水合物(FePO4·H3PO4·4H2O)保护膜。这层保护膜有效阻止了铁与氧气、水分的进一步接触,从而防止了铁锈的腐蚀。

特殊锻造工艺‌:古代工匠在制作铁柱时,可能使用了特殊的锻造工艺。他们将铁柱加热到特殊的温度并进行捶打,既增加了铁柱的强度,又保持了磷含量不流失。此外,铁柱表面还可能渗透覆盖了一层薄薄的“米索石”,即铁和氢、氧的化合物,进一步增强了铁柱的耐腐蚀性。

干燥气候抑制锈蚀‌:德里地区的气候相对干燥,一年的大部分时间里,相对湿度从未超过70%。只有在高湿度的情况下,空气才足以凝结成为传导微电流的导体,从而加速金属的腐蚀。而在德里,这样高的湿度一年只有20天,湿度超过70%的天数仅2个多月。因此,德里地区干燥的气候条件也抑制了铁柱锈蚀的发展。

历史之谜

铸造时间与目的‌:据铁柱上的梵文铭文记载,这根铁柱铸造于公元5世纪,原为纪念旃陀罗王所造。然而,也有观点认为它可能与2300多年前叱咤印度的一代枭雄阿育王有关,因此也被当地人称为“阿育王铁柱”。不过,古印度的典籍中并没有关于这根铁柱铸造技术的任何记载。

搬运之谜‌:根据铁柱表面的铭文记载,它最初并不在现在的清真寺,而是在约1000年前被搬到德里的。然而,没有任何资料显示是谁移动了这个支柱,它是如何被移动的,甚至是为什么被移动的。

技术失传之谜‌:如果说古代的印度人早已掌握了冶炼不锈铁器的技术,只是这种技术后来失传了,那他们为什么没有在同时代冶炼出其他任何不生锈的铁制器具呢?而且古印度的典籍中也没有任何关于这方面的记载。