铁柱不锈奥秘

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在印度德里城附近的麦哈洛里，矗立着一根公元5世纪铸造的巨大铁柱。这根铁柱高6.7米，直径约1.37米，用熟铁铸成，实心，柱顶有着古色古香的装饰花纹。据说这根铁柱是为纪念旃陀罗王而铸造的。

但最令人惊异的是，铁柱在露天中耸立了1500余年，经历了无数风吹雨打，至今仍没有一点生锈的痕迹！人们都知道，铁是最容易生锈的金属，一般的铸铁，不用说千年，几十年就锈蚀贻尽了。

如果说古代的印度人早已掌握了冶炼不锈铁器的技术，只是这种技术后来失传了，那他们为什么没有在同时代冶炼出其他任何不生锈的铁制器具呢？而且古印度的典籍中，也没有任何关于这方面的记载。

几个世纪以来，印度德里的铁柱一直高高耸立，欢迎着来参观图布尖塔的游客。始建于700年前、位于印度普里和科纳克的庙宇内的铁梁却有明显腐蚀过的痕迹。即使在现代，钢铁的防腐蚀也是一个难题，那么究竟是什么神奇的力量守卫着古老的德里之柱？

德里铁柱一直都惹人注目，亚历山大·克宁奥姆爵士在1862年～1865年发表的《印度的考古学概述》中提到铁柱的上端呈现奇怪的金黄色，这种表现导致一段时间的猜疑，认为该铁柱是钢做的。之后，很多研究者都对此做了一番评论。

罗伯特·哈德费尔德爵士在1911年从铁柱上取了一小块铁做检验，后来又对一块大的铁柱样品做了一番详尽的研究。研究结果表明，该铁柱含0.08%的碳、0.046%的硫、0.114%的磷、0.032%的氮、99.72%的铁，铜和其他元素0.034%。哈德费尔德爵士说，这块铁柱是一个完全没有杂质的加工铁制品中的精品。从铁的纯度和统一性来看，甚至比现代瑞典的碳铁还好;从结构上看，该铁柱由大的铁晶粒组成，只有一小部分水泥。此外，这块铁柱还有大量的正常形态的小线条，似乎与小颗粒结构有关，据记载可能归因于老化。哈德费尔德的实验室将铁柱上的一小片取下来后，上面淋上水，结果发现一夜之间铁片就生锈了，但是铁柱的断端在同样的实验室条件下4天都不腐蚀。

这根神奇的柱子吸引着全世界许多科学家的眼光，从考古学家到腐蚀化学家都对这个现象提出各种各样的理论。但最终是当地的一位学者、坎普尔大学的材料工程师拉马穆尔西·巴拉苏布拉马尼安发现了这根柱子的奥秘。

他首先分析了铁柱的表面，提取了上面的一块锈斑，发现它含磷量很高。这种元素与铁和空气接触发生了化学反应，形成磷酸氢盐的水合物，在铁柱开始生锈时，由磷、铁和空气形成的保护膜防止了锈迹的进一步发展。

通常，铁的生锈是由两种原因造成的，一是化学腐蚀，另一种是电化学腐蚀。同一种金属在经过热处理和机械加工之后会造成内部的不均匀，也会形成微电池，使金属受到腐蚀，在这种情况下，潮湿的空气往往充当了电解质。

因此，德里铁柱在建立起来之后就面临着生锈的可能，由于浇铸和锻造时必定会形成一些不均匀和细小的瑕疵，直接面临着化学腐蚀和电化学腐蚀。

但是，德里铁柱中的磷是使其免遭锈蚀厄运的直接保护神。正是这种元素促成了保护膜的形成，保护了这根柱子，一开始就阻止了腐蚀反应的发生。

另外，巴拉苏布拉马尼安认为，德里温和的气候也是这根柱子免受腐蚀的重要原因之一。这一地区一年的大部分时间里，相对湿度从未超过70%。只有在这种情况下，空气才足以凝结成为传导微电流的导体。而在德里，这样高的湿度一年只有20天，湿度超过70%的天数仅2个多月。