揭秘遠古神秘鐵柱矗立千年為何都不生鏽?

鐵柱孤零零地矗立在那裡，好像一個不可理解的物證，在向人類的智慧挑戰。

在印度德里城附近的麥哈洛裡，矗立著一根公元五世紀鑄造的巨大鐵柱。這根鐵柱高6。7米，直徑約1。37米，用熟鐵鑄成，實心，柱頂有著古色古香的裝飾花紋。據說這根鐵柱是為紀念旃陀羅王而鑄造的。

但最令人驚異的是，鐵柱在露天中聳立了1500餘年，經歷了無數風吹雨打，至今仍沒有一點生鏽的痕跡！人們都知道，鐵是最容易生鏽的金屬，一般的鑄鐵，不用說千年，幾十年就鏽蝕貽盡了。

直到現在，人們也沒有找到能夠防止鐵器生鏽的有效辦法。儘管從理論上說，純鐵是不生鏽的，但純鐵難以提煉，造價高昂。而且有些科學家分析了鐵柱的成份，發現其中含有很多雜質，絕非純鐵。照理說應該比平常的熟鐵更容易生鏽才是。

如果說古代的印度人早已掌握了冶煉不鏽鐵器的技術，只是這種技術後來失傳了，那他們為什麼沒有在同時代冶煉出其它任何不生鏽的鐵製器具呢？而且古印度的典籍中，也沒有任何關於這方面的記載。

幾個世紀以來，印度德里的鐵柱一直高高聳立，歡迎著來參觀圖布尖塔的遊客。由於它位於入口的正前方，所以吸引著眾多遊客的目光。這根柱子建於公元4世紀前後，高6。7米，最細的地方直徑為32釐米，底部直徑42釐米，埋在地下的部分僅有0。5米，地下部分的形狀似一個洋蔥頭，重6。5噸。

若干世紀的光陰給人類歷史留下了不可魔滅的印跡，但這根柱子卻似乎不為所動：儘管通身由鐵鑄成，但是表面幾乎沒有任何鏽跡。然而，始建於700年前、位於印度普里和科納克的廟宇內的鐵梁卻有明顯腐蝕過的痕跡。即使在現代，鋼鐵的防腐蝕也是一個難題，那麼究竟是什麼神奇的力量守衛著古老的德里之柱？

德里鐵柱一直都惹人注目，亞歷山大·克寧奧姆爵士在1862年至1865年發表的《印度的考古學概述》中報告該鐵柱是一根鍛造的鐵柄，上端直徑為16英寸，長約22英尺，他在書中提到鐵柱的上端呈現奇怪的金黃色，這種表現引致一段時間的猜疑，該鐵柱是鋼做的，其後很多研究者都對此做了一番評論，據該鐵柱上的刻印文字非常清晰，這些文字使人們能將它的製造時間定到公元310年。

似乎沒有疑問這根鐵柱是由鐵盤焊接而成，據說焊接的標誌仍然清晰可辨，羅伯特·哈德費爾德爵士在1911年從鐵柱上取了一小塊鐵做檢驗，後來又對一塊大的鐵柱樣品做了一番詳盡的研究，研究結果表明該鐵柱含（%）0。08的碳，0。046的硫，0。114的磷，0。032的氮，99。72的鐵，銅和其它元素0。034，哈德費爾德爵士說這塊鐵柱是一個完全沒有雜質的加工鐵製品中的精品，從鐵的純度和統一性來看，甚至比現代瑞典的碳鐵還好，從結構上看，該鐵柱由大的鐵晶粒組成，只有一小部分水泥，有時在晶粒的邊緣，偶然在鐵柱體上，一個更小的粒狀結構，獨立於大粒子，幾乎看不見。

此外還有大量的正常形態的小線條，似乎與小顆粒結構有關，據記載可能歸因於老化。哈德費爾德的實驗室將鐵柱上的一小片取下來後，上面淋上水，結果發現一夜之間鐵片就生鏽了，但是鐵柱的斷端在同樣的實驗室條件下四天都不腐蝕。哈德費爾德記述到鐵柱的地下部分卻有腐蝕。

這根神奇的柱子吸引著全世界許多科學家的眼光，從考古學家到腐蝕化學家都對這個現象提出各種各樣的理論，一般歸結為：氣候條件以及大塊鑄件。但最終是當地的一位學者、坎普爾（Kanpur）大學的材料工程師拉馬穆爾西·巴拉蘇布拉馬尼安發現了這根柱子的奧秘。

他首先分析了鐵柱的表面，提取了上面的一塊鏽斑，發現它含磷量很高。這種元素與鐵和空氣接觸發生了化學反應，形成磷酸氫鹽的水合物（FePO4·H3PO4·4H2O），在鐵柱開始生鏽時，由磷、鐵和空氣形成的保護膜防止了鏽跡的進一步發展。

通常，鐵的生鏽是由兩種原因造成的，一是化學腐蝕，與一些非金屬元素直接發生化學反應，如與空氣中的氧發生氧化反應，生成三氧化二鐵。另一種是電化學腐蝕，即當兩種不同的金屬接觸時，由於它們的電位不同，在電解質存在的情況下就會形成微電池，從而造成其中一種金屬的腐蝕。同一種金屬在經過熱處理和機械加工之後會造成內部的不均勻，也會形成微電池，使金屬受到腐蝕，在這種情況下，潮溼的空氣往往充當了電解質。

因此，德里鐵柱在建立起來之後就面臨著生鏽的可能，由於澆鑄和鍛造時必定會形成一些不均勻和細小的瑕疵，直接面臨著化學腐蝕和電化學腐蝕。

網路配圖

但是，德里鐵柱中的磷是使其免遭鏽蝕厄運的直接保護神。正是這種元素促成了保護膜的形成，保護了這根柱子，一開始就阻止了腐蝕反應的發生。

另外，巴拉蘇布拉馬尼安認為德里溫和的氣候也是這根柱子免受腐蝕的重要原因之一。這一地區一年的大部分時間裡，相對溼度從未超過70%。只有在這種情況下，空氣才足以凝結成為傳導微電流的導體。而在德里，這樣高的溼度一年只有20天，溼度超過70%的天數僅2個多月。

這根柱子是當時世界上最大的鍛造物，鍛造工藝非常精細。考古學家們發現，印度人使用非常高超的技術加工鐵器，比歐洲人提前了至少1000年。巴拉蘇布拉馬尼安認為，儘管古代的印度鐵匠們可能不知道會發生何種化學反應，但他們很可能有意選擇了已經證明具有抗腐蝕特性的鐵質材料。

這根柱子的底部看起來相當粗糙，也許應歸咎於加工過程中鑄造得不夠精細，或者是為了埋入地下而故意做得粗糙不平。而其上部則非常光滑乾淨。柱子的上部如此精細，以致於參觀者常誤以為它是用青銅製作的。

似乎毫無疑問的是在很早以前古印度人就知道了鐵的存在。最早在公元前1000年的古老的記載中就提到了鐵。根據希羅多德的記載，大約在公元前500年時，波斯國王薛西斯在印度的分遣軍隊就用鐵來用做軍用物資。從古代醫書中提到的鐵製手術裝置、從墓地挖掘出的金屬武器以及儲存至今的鐵製金屬柱比如印度德里和達哈鐵柱反映出隨著歲月的增長，鐵製品穩步增多。

印度製造鋼鐵的方法以及鋼鐵的質量很早就引起英國統治者的好奇。在1795年，喬治·皮爾森博士發表了一篇文章，論述一種名為“Wootz”的鋼，然後在印度的孟買開始製造這種鋼，那時可行的分析和檢驗方法只能得到非常模糊的結論，比如金屬很硬，含有大約0。03%的碳，據信鐵是直接透過礦石的還原而製造出來的，布卡南博士在1807年出版的《在南印度旅遊》一書中，描述了印度人加工製造鋼鐵的土著方法，這些方法相信是從祖輩上傳下來的。隨著檢驗方法的改進，大量的有關鐵的研究開始增多，並且研究深度也提高了。