關(guān)于鐵器：
中國開始和使用鐵器的年代,目前尚無定論.考古發(fā)現(xiàn)的人工冶煉的最早鐵器屬于春秋時(shí)期,目前已知有大約二十件左右,有凹形鋤（臿）刃,梯形錛刃、削、刮刀、劍、鼎等,經(jīng)金相核驗(yàn),多數(shù)屬固態(tài)還原的塊煉鐵（指不含炭的鐵）.戰(zhàn)國時(shí)期,掌握了塊煉滲碳鋼及其淬火工藝,大大提高了鐵器的實(shí)用的性能,為戰(zhàn)國中期以后的鐵器大量應(yīng)用于軍事和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造了技術(shù)條件.
關(guān)于我國何時(shí)出現(xiàn)鐵器的問題,主要有以下三種不同意見：
第一種意見,1972年底,河北藳城臺(tái)西遺址發(fā)現(xiàn)了一件商代中期的鐵刃銅鉞,而且,這件器物的鐵刃經(jīng)鑒定是經(jīng)過鍛打的.1977年8月北京平谷縣南獨(dú)樂河公社劉家河大隊(duì)商代墓葬中又出土了一件鐵刃銅鉞；此外,解放前還發(fā)現(xiàn)有一件西周初年的鐵刃銅鉞和鐵援銅戈,傳說是1931年在河南?？h出土的.上述幾件器物經(jīng)分析,均含有較高成分的鎳,這正是隕鐵的特征.所以,一般認(rèn)為這幾件器物由隕鐵制成,而不是由人工鍛冶的鐵制成的.另外,在商代藳城臺(tái)西遺址中還出土了兩塊赤鐵礦石和十幾塊鐵渣,所以有的研究者認(rèn)為這是商代中期已開始冶鐵的反映.但人們在冶銅時(shí),礦石中的氧化鐵同樣會(huì)留在礦渣之中,而且礦渣中的含鐵量可達(dá)到36%以上,甚至達(dá)50%.所以,有的研究者又認(rèn)為：“臺(tái)西遺址出土的所謂鐵渣,應(yīng)是煉銅的礦渣,而不是人工冶鐵的遺物”,等等.總之,學(xué)術(shù)界占統(tǒng)治地位的意見認(rèn)為,中國在商代還沒有出現(xiàn)人工制鐵.
第二種意見,西周初期有無人工冶鐵?有的學(xué)者認(rèn)為西周初期可能出現(xiàn)人工冶鐵.《逸周書·克殷》載：“……乃石擊之以輕呂,斬之以玄鉞”.有的學(xué)者認(rèn)為,這里的“玄鉞”并非鐵器,而指隕鐵制的鐵刃銅鉞,不能證明商末周初已能冶鐵.《詩經(jīng)·大雅·公劉》：“取厲取鍛.”《尚書·費(fèi)誓》：“鍛乃戈矛,礪乃鋒刃.”對這兩處中的“鍛”,過去一些學(xué)者認(rèn)為制鍛鐵,現(xiàn)在一些學(xué)者則認(rèn)為“鍛”指對青銅的捶鍛.而且至今考古發(fā)現(xiàn)西周戈、矛等兵器均為青銅制品,青銅兵器、工具也可以通過鍛打而變得鋒利.因此,西周初期出現(xiàn)人工冶鐵的意見也因缺乏實(shí)證而被否定.
第三種意見,西周中晚期出現(xiàn)人工冶鐵.《禮記·月令》載：“天子……乘玄路,駕鐵驪,載玄旗……”這一記載系指西周而言.《詩經(jīng)·秦風(fēng)·駟鐵》： “駟鐵孔阜”,是西周末秦襄公時(shí)的詩,意為四匹馬的顏色如鐵.只有鐵成為習(xí)見事物之后,才會(huì)以其顏色稱呼別的器物.考古已發(fā)現(xiàn)了西周末的人工冶鐵制品,即河南三門峽虢國大墓中出土的銅柄鐵劍.這件器物屬西周晚期人工冶鐵的塊煉鐵制品已為學(xué)術(shù)界公認(rèn).此外,陜西鳳翔秦公一號(hào)墓出土了西周、東周之際的鐵鏟,甘肅靈臺(tái)發(fā)現(xiàn)春秋早期的銅柄鐵劍,甘肅永昌則發(fā)現(xiàn)春秋早期的鐵鍤等.據(jù)上述事實(shí),學(xué)術(shù)界認(rèn)為中國中原地區(qū)人工冶鐵最早發(fā)生于西周中晚期.
從現(xiàn)在接觸到的文獻(xiàn)資料和考古發(fā)現(xiàn)的實(shí)物證據(jù)來看,把中國最早出現(xiàn)的人工冶鐵定在西周中晚期是比較合理的.
濕法煉銅：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
不一定用鐵,金屬活動(dòng)性比銅強(qiáng)就行．
也不一定用硫酸銅,可溶性的銅鹽就可以．
關(guān)于冶鐵：
冶鐵技術(shù)是古代化學(xué)工藝的應(yīng)用實(shí)例,也是應(yīng)用化學(xué)知識(shí)的集中表現(xiàn).人類最早煉得的鐵,是鐵礦石在800℃～1000℃條件下,由木炭還原直接得到的.江蘇省六合縣程橋出土的公元前6世紀(jì)前后東周墓內(nèi)的鐵凡、鐵條,在湖南省長沙市洞坡等地的遺址中,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過人工冶煉的鐵塊,這是世界上最早的生鐵實(shí)物.
商周時(shí)代,我國的青銅鑄造業(yè)非常發(fā)達(dá),這意味著采礦、鼓風(fēng)、冶煉等技術(shù)都很先進(jìn).在這個(gè)基礎(chǔ)上,冶鐵業(yè)也迅速發(fā)展起來.由于早期的冶煉技術(shù)底下,煉爐很小,鼓風(fēng)能力也不強(qiáng),無法使礦石充分熔化,因此只能煉成海綿狀的熟鐵塊.在海綿鐵中還含有很多雜質(zhì),需要經(jīng)過反復(fù)煅打才能得到較純的鐵塊,這種技術(shù)叫做塊鐵法.歐洲曾經(jīng)長期使用這種方法煉鐵,一直要到14世紀(jì)發(fā)明了水力鼓風(fēng)爐以后才能冶煉鑄鐵,比我國晚了1900多年.
文獻(xiàn)上關(guān)于冶煉生鐵的記載最早見于《左傳》.公元前513年,晉國曾在國都征收“一鼓鐵”的軍賦,并把成文的刑法鑄在鐵鼎上,即所謂的 “鑄刑鼎”.這說明春秋晚期民間已經(jīng)出現(xiàn)了煉鐵作坊,并且已經(jīng)能夠鑄造鼎這樣復(fù)雜的鐵容器了.目前發(fā)現(xiàn)的最早的鐵器都是春秋時(shí)代的,這些鐵器經(jīng)金相分析,有的是塊鐵法制造的,有的是鑄鐵鑄造的,有的是把鑄鐵加熱退火柔化處理為展性鑄鐵制成的,顯示出技術(shù)已經(jīng)非常熟練了.
早期的鑄鐵是白口鐵,質(zhì)地脆而硬,容易折斷,不耐用.戰(zhàn)國時(shí)期人們已經(jīng)掌握了鑄鐵柔化技術(shù).他們把鑄鐵加熱鍛打脫碳,得到白心可鍛鑄鐵,或經(jīng)過長時(shí)間加熱退火,得到韌性更好的黑心可鍛鑄鐵.如果脫碳不完全,僅使鑄件外層成為鋼而內(nèi)層還是鑄鐵,就可以得到一種鋼和鐵的復(fù)合品,使鑄件的質(zhì)量更加優(yōu)良,歐洲要到18世紀(jì)才有白心可鍛鑄鐵,美國要到19世紀(jì)才有黑心可鍛鑄鐵,我國的鑄鐵柔化技術(shù)比他們早發(fā)明了兩千多年.
生鐵、熟鐵和鋼的區(qū)別在于含碳量的不同,生鐵的含碳量大于2%,熟鐵的含碳量小于0.04%,鋼的含碳量界于二者之間.鋼可以通過生鐵脫碳得到,也可以通過熟鐵滲碳制得.燕下都出土的一部分兵器就是把塊煉鐵放在熾熱的木炭中長期加熱使其表面滲碳,在經(jīng)過鍛打成為滲碳鋼片,又把滲碳鋼片對折鍛打多次制成的,這種煉鋼法也叫 “百煉成鋼”,漢代有些用這種方法制成的鋼刀上常?？逃小柏掍摗?、“百煉鋼”等字樣.
漢代冶鐵的一項(xiàng)突出成就,就是出現(xiàn)了球墨鑄鐵,而現(xiàn)代的球墨鑄鐵要到1947年才研制成功.百煉鋼工藝的日益成熟和炒鋼技術(shù)的發(fā)明,也是漢代鋼鐵冶煉技術(shù)進(jìn)步的標(biāo)志.西漢中晚期出現(xiàn)了利用生鐵炒成熟鐵或鋼的新技術(shù),即將生鐵加熱到半液體、半固體狀態(tài)再進(jìn)行攪拌,利用空氣或鐵礦粉中的氧進(jìn)行脫碳以獲得熟鐵或鋼.運(yùn)用這種技術(shù)可以有控制的把生鐵炒到所需要的含碳量,然后再加熱鍛打成質(zhì)量較好的鋼件,從而大大的促進(jìn)了百煉鋼的發(fā)展.