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出版者:Springer Verlag

作者:Schomburg, Ida 编

出品人:

页数:726

译者:

出版时间:

价格:$ 405.67

装帧:HRD

isbn号码:9783540319184

丛书系列:

图书标签:

• 酶学
• 糖基转移酶
• 生物化学
• 蛋白质
• 糖生物学
• 代谢
• 分子生物学
• 结构生物学
• 催化机制
• 生物医学

好的，这是一本关于古代冶金技术与材料科学的综合性著作的简介，它深入探讨了从青铜时代到中世纪早期，人类在金属提纯、合金制造及相关工艺上的演进与成就。 --- 《熔火的回响：古代金属工艺的演进与材料科学的萌芽》 内容提要： 本书是一部跨学科的深度研究，聚焦于人类文明早期至中世纪早期（约公元前3500年至公元1300年）的金属加工技术。它摒弃了单纯的考古学或技术史的线性叙事，而是将其视为一门早期的材料科学实践，探讨了古代工匠如何通过经验、观察和近乎本能的化学理解，系统地改造自然界中的矿石，创造出具有特定物理和机械性能的人造物质。全书分为七个主要部分，层层递进，从原材料的获取与初级处理，逐步深入到复杂的合金配比、热处理过程及其社会文化影响。 第一部分：矿石的起源与地质背景——文明的基石 本部分首先建立了一个坚实的地质学基础，详述了古代主要金属矿床的形成机制，包括铜、锡、铅、金、银以及早期铁矿石的分布特征。重点分析了不同地域（如地中海东岸、安纳托利亚高原、中国黄河流域）的可用矿物差异如何塑造了当地冶金技术的初始方向。我们考察了早期采矿活动对环境的早期影响，以及矿石的初步分选和富集过程，为后续的冶金提纯奠定背景。书中配有大量古代矿场遗址的实地勘测图和矿物晶体学的简要介绍，旨在让读者理解，古代冶金的起点是对手头自然资源的精确（尽管是经验性的）识别。 第二部分：铜的时代：早期氧化还原反应的实践 本章是全书的基石，详细阐述了从孔雀石（碳酸铜）到纯铜的还原过程。我们剖析了早期坩埚炉的设计，重点探讨了燃料的选择（木炭的碳含量、灰分的影响）与炉膛几何结构如何协同作用，以达到所需的还原温度。特别关注了早期冶炼中存在的“过氧化”和“欠还原”问题，以及工匠如何通过观察火焰颜色和矿渣的流动性来实时调控反应。我们利用现代热力学模型对古代炉渣的成分进行了逆向分析，揭示了在没有热力学理论指导的情况下，古代人是如何通过反复试验，掌握了控制碳-氧平衡的关键。 第三部分：青铜的秘密：合金学的开端 青铜合金的出现是古代技术史上的一次飞跃。本部分将青铜的制造视为最早的“配方科学”。我们深入比较了锡青铜（以乐器、雕塑为主）和砷青铜（早期阶段的过渡形式）的冶炼差异。核心在于对“二次合金化”的深入研究——即在初次提纯后的铜中，精确（或近似精确）地添加锡或砷的比例。书中通过对不同时期、不同地域（如米诺斯文明、商代中国）出土青铜器的化学成分分析，构建了一个详尽的合金数据库，探讨了不同锡含量如何影响青铜的硬度、延展性和铸造流动性（从“软范”到“硬范”的需求驱动）。此外，还讨论了铅作为脱氧剂或流动性添加剂在特定应用中的使用模式。 第四部分：铁的挑战：从天然铁到早期冶炼 本书将铁的引入视为一次对现有冶金范式的颠覆。与铜和锡的熔点相比，铁的冶炼需要更高的温度和完全不同的化学环境。本章详细描述了直接还原法（Bloomery Process）的复杂性。我们不再将其视为简单的“加热”，而是将其视为一个精密的固态还原过程。重点分析了炉内形成的“铁团”（Bloom）的微观结构——一个由铁网、炉渣和未还原矿石组成的复合体。如何通过反复的锻打（Forging）来挤出这些炉渣（即早期渣化过程），是本章讨论的重点。我们对早期铁器的断口分析显示，工匠在无意中已经掌握了“应变硬化”的原理。 第五部分：热处理与形变工程：改变金属的内在结构 本书的材料科学视角在这一部分达到高潮。我们探讨了古代工匠如何通过机械形变和热处理来系统地优化金属性能，这是在不知道晶体学的情况下对材料的精确控制。 冷作硬化（Work Hardening）： 详细分析了反复锻打、捶打和拉伸过程中，金属内部位错的累积如何导致硬度的增加，以及何时需要通过“退火”（Annealing）来恢复其塑性。我们研究了古代铁匠如何通过观察金属的“回声”和“光泽”来判断退火的时机。 渗碳与渗氮（Carburization and Nitriding）： 深入探讨了早期钢的制造过程。在直接还原铁冶炼过程中，铁团吸收了炉膛中的碳，形成了低碳钢甚至中碳钢。更重要的是，我们考察了古代匠人如何通过将铁块埋入富含骨粉或尿液的有机物中进行长时间加热，以有意地提高表层碳含量，从而制造出早期的“渗碳钢”。 第六部分：贵金属的提纯与装饰工艺 本部分转向金、银及其合金。研究了火法精炼（Cupellation）技术，即利用含铅的助熔剂在多孔的骨灰或陶制熔杯中，将贱金属氧化并被吸收，从而分离出贵金属的化学过程。此外，我们还探讨了汞齐法（Amalgamation）在古代黄金提纯和表面装饰中的应用，以及早期电镀（通过化学反应而非电流）的雏形。 第七部分：技术传播与知识传承的社会维度 最后一部分超越了实验室分析，探讨了这些复杂的金属加工技术是如何在工匠行会、家族传承和贸易网络中扩散和演变的。分析了冶金知识的“隐性”与“显性”：显性知识是关于工具和流程的描述，而隐性的、基于直觉的“手感”知识，才是决定最终产品质量的关键，这种知识的传递构成了古代技术创新社会生态的基础。 结论： 《熔火的回响》旨在重塑我们对古代金属工艺的理解，将其置于材料科学发展的早期语境中。它展示了在缺乏现代分析工具的背景下，人类的智慧如何通过严谨的经验主义，系统地解锁物质世界的潜能，为后世的化学和工程学奠定了不可磨灭的基础。本书适合历史学家、考古学家、材料科学家以及所有对古代技术革新感兴趣的读者。

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