对于金属的思考: 铜

对金属的思考:铜

有人争论说文明是从铜的熔炼开始的。虽然数千年前，人类用火烧粘土制造雕像和容器，但熔炼需要几个划分不是很明显的步骤。毕竟，火烧粘土只要把粘土放进火里就可以在某种程度上完成了。

要熔炼铜，我们的祖先必须:

1. 取孔雀石(见图)或另一种铜矿石，粉碎或打成小片
2. 混合经粉碎的孔雀石与碳
3. 在容器中加热混合物至1，085℃。

孔雀石矿

用木火达到这个温度，在我看来是令人惊骇的。想想你们烤肉饼的那些日子吧。肉饼做好以后，你留下烤架烧掉油脂。你20分钟后回来，烤架的温度达到500℉。你可以感觉到那热量。即使触及旋钮关掉气体也是吓人的，因为热量会把你逼回去。该温度500℉，只有260℃!古人用木头达到1，085℃，风箱确实给人印象深刻。按照一种好的概测法，从100℃到1，500℃把摄氏转换成华氏是2×C=F，在这个范围之内，该快速近似算法精确到大约10%。

三个步骤合汇合不但非直观，而心想旧的熔炉多少次只能达到900℃又失败了。我争论说如果铜在1，200℃左右熔化，文明绝对没有开始。该温度可能太高，用木火不能达到。铜的熔炼促进了其它金属的研究，最终导致铁加工的发现，比铜的熔炼更加不直观。所以，我相信铜的成功是钢生产的必要条件。

铜熔炼成为一种产业，促成了永久性的定居，刺激贸易，这又鼓励了书写和计算的发展。一台有效的铜熔炉可能对它的某些技术人员保密，因为他需要保持竞争优势。熔炼铜比做其它任何事情挣得更多，所以他肯定是早期的专家。

考虑到所有这些因素，我相信没有发现铜的熔炼，我们可能仍然居住在小屋或帐篷里，使用石器工具，过着游牧生活，没有商业、书写或算术。支持该论题的例子是美国的土居民在14世纪的状态。这些土居民从来没有学会熔炼金属，因此缺乏上述提到的随后文明。

今天，铜是电子产品的基础材料，它的导电性能杰出，仅次于银。铜的柔软性可能有助于形成PWB踪迹及金属化孔，致使其抗裂化。

另外，铜和焊料能够形成一种电子和机械结合是另一个特点致使其在现代电子品中成为一种导电性能良好的装配材料。

铜的使用已经超过一千年，但和大多数金属一样，90至95%是自19世纪初开采的。每年的用量大约15，000，000吨(MT)，仅次于铝的22，000，000 MT和钢的无可匹敌的1，000，000，000MT。

在接下来的部分，我们将讨论锡及在焊接过程中如何形成一种间金属化合物。比如制造焊膏、焊丝和焊接预制品，电子装配的关键组份。

欢呼!

Dr. Ron

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