纯科学”项目不会带来明确利益的情况下，还应该继续给物理学投入吗？......
2024-11-12 233
会哭的金属
来源：互联网
2024-11-12 23:30:54 版权归原作者所有，如有侵权，请联系我们
有一种常见金属比银还软，它就是锡。
银是白色的，锡也是白色的。区分它们的简易方法，一是看光泽，银白中带灰，锡白里透蓝；二是看熔点，银相对来说不易熔化，锡用打火机就能烧熔；三是看硬度，因为锡比银软，两条同样粗细的白色金属放在你手里，哪个更容易掰弯，哪个就是锡。
锡容易氧化，自然界中很少有纯净的金属锡，倒是锡的氧化物二氧化锡特别常见。二氧化锡即锡矿石，它比铁矿石容易还原得多，将一块锡矿石放在木炭上烧，木炭就能把金属锡从二氧化锡中还原出来。
冶炼锡的技术门槛很低，所以人类用锡的历史很久。距今五千年前，埃及、印度和如今伊拉克境内的先民就学会开采和利用锡了。锡太软，不适合造兵器，但是先民们发现它跟铜的合金却比较硬，于是就发明了青铜器。
青铜是铜锡合金以及铜锡铅合金，熔点低，硬度大，易冶炼，易锻造，无论做兵器还是做容器，都特别好用。我国还没进入铁器时代的时候，兵器基本上全用青铜来造，哪个诸侯国碰巧有铜矿和锡矿，那里必然能造出精良的兵器，在群雄争霸中占尽优势。
《天龙八部》中，段誉和乔峰初次相见，是在江苏无锡一家酒楼。此后乔峰初次与姑苏慕容的家臣包不同相斗，以及后来在杏子林外被人陷害，初次得知自己是契丹人后裔，这些情节都发生在无锡。据历史记载，无锡曾经盛产锡——无锡惠山的余脉叫做“锡山”，锡矿石储量丰富，春秋战国时被大量开采，与铜制成兵器。传说有樵夫上锡山砍柴，在一块巨石上看到十二个大字：“有锡兵，天下争；无锡宁，天下清。”
大意是此地出产锡矿，引起诸侯争战，如果锡矿没了，也就没有人来争夺了，天下就太平了。到了西汉初年，无锡的锡矿终于被开采殆尽，天下也真的太平了。
《射雕英雄传》第十五回，黄蓉对郭靖说，无锡泥人天下驰誉，虽是玩物，却制作精绝，当地土语叫作“大阿福”，她在桃花岛上就有好几个。假如这段情节发生在春秋战国，那么黄蓉在无锡买到的特产恐怕不是泥人，而是锡。
锡的柔韧性接近黄金，可以打成极薄的锡箔，用来包装食物，或者在烤箱中垫底。但这些并不有趣，锡最有趣的特性是会哭：当锡棒和锡板弯曲时，会发出一种特别的仿佛是哭泣声的爆裂声。这种奇特的声音是锡晶体之间发出的摩擦引起的。当晶体变形时，就会产生这样的摩擦声。奇怪的是，如果换用锡的合金，就不会发出这种哭声。
因此，人们可以根据这一特性，来鉴别一块金属究竟是不是锡。顺便说一下，元素周期表上排在锡前面的金属是铟，它比锡更软，弯曲时也能发出哭泣声。铟的颜色和光泽很像锡，为了避免搞混，你可以用指甲在上面掐一下，感觉更软的是铟，不太软的是锡。
锡还有一个有趣的性质：它与铜的合金，也就是青铜，受热会收缩，遇冷会膨胀，跟普通金属热胀冷缩的性质刚好相反。正是因为铜锡合金具有热缩冷胀的性质，古人方可在青铜器上鼓捣出清晰的铭文。具体过程如下。将青铜熔化，把熔液倒进提前准备好的模子里，模子内壁上密密麻麻排布着反刻的图案和文字，统统被青铜熔液填满。熔液冷却，器物成型，因为热缩冷胀的特性，成型时会把模具上图案和文字的凸凹处压得更紧，铸造出来的器物铭文会特别饱满。
《鹿鼎记》的主人公韦小宝曾经得到神龙教的五龙令，那是一条五色斑斓的小龙，用青铜、黄金、赤铜、白银、黑铁铸成，其实单用青铜就足够了。青铜器刚铸造好时是金黄色的，经过缓慢氧化，生成铜的各种盐类化合物，呈现出绿、蓝、黄等颜色，同样五彩斑斓，兼且古意盎然，无形中提升了神龙教的品位。
下面要说到锡的最后一个趣味性质——低温变性。
1912 年，英国探险家斯科特率领一支探险队去南极，出发时带了大量给养，包括液体燃料。但是这支队伍一去不复返，后来发现他们都冻死在南极了。带了那么多的燃料，为什么还无济于事呢？原来斯科特一行在南极点返回的路上发现，他们储藏库里的煤油不翼而飞。没有煤油就无法取暖，也无法煮饭，所以他们只能冻饿而死。科学家们经过反复研究，终于发现其中奥妙，原来这支探险队保存煤油的铁桶是用锡焊的，平常用着挺方便，到了南极的极端低温环境下，锡却变成了粉末，煤油自然漏光。
1867 年冬天，俄国彼得堡仓库发生了一件怪事：仓库里本来堆着很多锡砖，一夜之间全消失了，留下来的是一堆堆像泥土一样的灰色粉末。仓库里还有一批军大衣，拿出来发给俄国士兵穿时，军大衣上那些锡制的纽扣竟然也不见了，再仔细看看，原来纽扣也变成了灰色粉末。
1812 年 5 月，拿破仑率领六十万大军远征俄罗斯，几个月后打到莫斯科，但是俄国沙皇使出“坚壁清野”之计（当年令狐冲率领群豪攻打少林寺时，嵩山派的左冷禅也用过同样的计策对付令狐冲），让远离补给的法国远征军陷入粮荒，不得不在寒冬时节退出俄国。就在撤退的途中，他们军服上的锡纽扣发生化学反应，统统成了粉末，因为扣不住衣服，挡不住严寒，超半数士兵被活活冻死。
锡为啥会在低温下变成粉末呢？因为低温改变了锡的晶体结构，使锡的体积急剧膨胀，将柔韧性极好的白锡变成异常松散的灰锡。这种反应不需要其他元素加入，只要气温低于零下 33 度，锡的晶体结构就会改变。更加奇妙的是，只要一块白锡变成灰锡，跟它接触的锡也会被“传染”，一块接一块地变成灰锡，就跟得了瘟疫似的，故此得名“锡瘟”。
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