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6000年前的护身符铸造工艺 NASA至今还在使用

2016-11-22   标签:铸造    来源:sciencealert.com
人类开始利用失蜡铸造标志着金属加工的重大变革。这个古老的护身符虽然不够华丽也不复杂,但是它代表了数千年前最先进的科学知识。
This 6,000-year-old amulet is the first evidence of a technology still used by NASA today

6000年前的护身符制造工艺 NASA至今还在使用

科学家们在巴基斯坦发现了一个6000年前的护身符,它是目前所发现的使用当代金属加工工艺的最古老器件,不禁让人怀疑是不是有人穿越到过去制造了它。

这门工艺叫做「失蜡铸造」,NASA至今还在使用它。其原理就是,先造一个该物体的蜡模,把它封在黏土模具中,再用熔化的金属置换蜡。

为了找出这个六辐护身符的渊源,法国国家科学研究中心的团队向这个工艺品喷射了高能光束。这个技术叫光致荧光光谱,通过光吸收和光反射确定物体中含有的金属成分。

科学家们注意到金属物内含有微量的氧化铜,说明当初制造护身符时熔化了一整块铜,但是不小心混进去了氧气。再结合其非对称的外形,说明它使用了失蜡铸造的工艺。

“我们从中发现了隐藏在原物中的印记,这揭示了它的制作过程,”首席研究者Mathieu Thoury说。“我们发现了6000年前那一刻的印记。”

要想用好光致荧光光谱,光束必须足够强大,才能激发金属内的电子,从而它们会发射自己的光谱。接着科学家就分析这些光谱,看到护身符的另外一面。

这一技术揭示了护身符所用的金属矿石(极纯的铜),它所吸收的氧量,熔化和凝固的温度(约为1072摄氏度)。

6000年前的护身符制造工艺 NASA至今还在使用
光致荧光光谱揭示了氧化铜的痕迹(上图)

人类开始利用失蜡铸造标志着金属加工的重大变革。在此之前,金属工都使用金属型铸造,即液态金属浇入金属铸型,以获得铸件的铸造方法。由于金属型可重复使用,所以又称永久型铸造。

失蜡铸造则能完成更复杂的设计:刀具,水壶,工具,珠宝,甚至雕像。

日本东大寺的佛像,到昂贵的法贝热彩蛋,再到NASA的火星车零件,都是失蜡铸造或者其继任者熔模铸造(同样的原理,过程更加复杂)的成果。

这个古老的护身符虽然不够华丽也不复杂,但是它代表了数千年前最先进的科学知识。

“它不是最精美的物体,但是承载了大量的历史,”Thoury说。“它展示了当时的金属工人已经充满创新精神,并且在优化和改进他们的技术。”

这些发现已经发表在《自然·通讯》上。


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