封侯的悬赏诏书颁布后带来的喧嚣与浮躁,在将作监严密的高墙之外沸腾。然而,在云湛特意辟出的、位于将作监最深处的独立试验小院内,气氛却截然不同。这里门户紧闭,仅有寥寥数名签署了最严格保密契约、且经过云湛亲自考核的匠人和学徒可以出入。院中,炉火不熄,但进行的并非盲目尝试,而是一系列在当世看来精密得近乎苛刻的分析与测试。
外界视星纹铁为“神物”或“难题”,而在云湛眼中,它首先是一种物质,一种材料。剥离那些传奇色彩与政治附会,他需要的是理解其本质。
他几乎住在了这个小院里。案头上,堆积的不再是奏章公文,而是各种手绘图表、记录数据的手札、以及被他拆解得零零碎碎的星纹铁样本。桌上摆着几件简陋却关键的“仪器”:一架改造自天平、精度更高的戥子;一套用不同硬度矿物(从滑石到金刚石)制成的简易硬度计;几只特制的、可承受更高温度的陶土坩埚和小型高温炉;以及最宝贵的——几片云湛亲手磨制、镶嵌在木框中的高透明度琉璃片,用作放大镜和简易显微镜。
测试从最基础的物理性质开始。
密度测量显示,星纹铁矿石的比重明显大于普通铁矿石,也略高于已知的优质钢材。这意味着其原子排列更致密,或者含有原子量更大的元素。
硬度测试结果令人咋舌。用金刚石刻划,仅能留下极浅痕迹;而星纹铁残片划过其他钢铁,如同刀切软泥。其硬度远超当前将作监能生产的任何钢材,甚至接近某些经过特殊淬火处理的工具钢水平。
韧性测试则更加困难。云湛设计了几种简单的弯曲、冲击实验(用不同重量的铁锤从固定高度砸落),发现星纹铁在常温下表现出极高的强度,但塑性变形能力极差——通俗讲,就是“宁折不弯”,脆性很大。这解释了为何锻造时易开裂。
最关键的熔点测试,受限于设备,无法精确测量,但通过观察不同炉温下(通过调整燃料、鼓风、炉膛结构,并用水银温度计——这是云湛另一项“小发明”——进行相对测量)样本的状态变化,云湛大致判断,其完全熔化的温度,远超现有条件下能达到的极限(约1500摄氏度),很可能在1600摄氏度甚至更高!
这些结果指向一个明确的结论:星纹铁绝非普通铁矿。
云湛将目光投向了化学成分分析。在这个没有光谱仪、没有化学试剂的年代,这无疑是最困难的部分。他只能采用最原始的方法:试错与观察。
他尝试将星纹铁粉末与不同物质混合加热,观察反应。与木炭粉共热,变化不大;与硝石(硝酸钾)混合加热,产生特殊颜色的火焰(隐约的绿色和黄色,提示可能存在镍、钠等元素);与硫磺混合加热,生成有刺激性气味的气体;与强碱溶液共煮,几乎不反应……
结合矿石那独特的、仿佛嵌入星辰的银亮纹理(在放大镜下观察,更像是某种结晶形态),以及其异常高的硬度、耐腐蚀性(前朝残片历经百年锈蚀轻微)和高熔点,一个前世的知识碎片,逐渐在云湛脑海中拼凑成形。
镍铁合金……陨石……维斯台登构造……
对!星纹铁那独特的纹理,极似某些铁陨石经过酸蚀后显露出的维斯台登纹(Widmanst?tten pattern),那是镍铁合金在极缓慢冷却过程中形成的特殊晶体结构!而镍的加入,能显着提高钢的强度、韧性、耐腐蚀性,同时也提高其加工硬化倾向和熔点!
这不是什么“神铁”,这是一块天然的、富含镍(可能还有其他合金元素如钴、铬)的铁陨石矿床!或者,是地球上极为罕见的、自然形成的富镍铁矿!
这个发现,让云湛的心脏不由自主地加速跳动。不是因为找到了封侯的捷径,而是作为一名曾浸淫于科学与工程领域的研究者,面对一种前所未见的优异天然材料时,那种源自本能的好奇、兴奋与探索欲,如同火山般喷涌而出,瞬间压倒了一切功利算计。
他仿佛回到了前世的实验室,忘记了朝堂争斗,忘记了身处的时代,全身心沉浸在对这种神奇材料的探究中。
“侯爷,您看这个……”一名年轻的学徒捧着刚刚用简易酸液(浓醋与硝石蒸馏得到的稀硝酸)腐蚀过的星纹铁薄片,声音因激动而颤抖。在云湛磨制的琉璃放大镜下,薄片表面清晰地显现出了交错的花纹,与前世资料中描述的陨铁维斯台登纹惊人地相似!
“果然……”云湛接过薄片,凑到窗边更明亮的光线下,仔细观察,眼中闪烁着近乎狂热的光彩,“这种结构……需要极其缓慢的冷却,数万年甚至更久……这是在太空中形成的!或者,是在地壳深处极特殊的环境下……”
他立刻铺开纸张,开始飞速记录和演算。
既然明确了可能是高镍合金,那么传统的基于铁碳平衡图的钢铁冶炼思路就部分失效了。镍的熔点高达1455摄氏度,本身就不易熔化,且会显着提高合金的熔点。想要熔炼这种材料,必须获得更高的温度!
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