第378章 科技大爆發

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    【首先鎢也是金屬的一種,在自然界中主要來源於礦石。
    黑鎢礦主要成分是鎢酸亞鐵錳,常與石英等礦物共生,在中國江西、湖南等地就有著豐富的儲量。
    另外還有白鎢礦,主要成分是鎢酸鈣,顏色多為白色、灰色等,相對密度較大,常呈不規則粒狀或塊狀集合體。
    白鎢礦常與方解石、螢石等礦物伴生,在河南、陝西等地有大量產出。】
    天幕應時放出從小到大不同比例的鎢礦分布圖。
    【從礦山開采出來的鎢礦石品位一般較低,需通過重選、浮選、磁選等選礦方法,將鎢礦石與其他雜質礦物分離,提高鎢的品位,得到鎢精礦。
    鎢的溫度是非常高,但科學家們經過海量的實驗,包括化學實驗,最終找出了駕馭它的辦法。
    首先將鎢精礦與氫氧化鈉或碳酸鈉等進行焙燒反應,使鎢轉化為可溶性的鎢酸鈉等化合物,再通過浸出、淨化等工藝,得到純的鎢酸鈉溶液。
    向溶液中加入酸,使鎢以鎢酸的形式沉澱出來,經過過濾、洗滌、幹燥後,得到鎢酸。
    最後,將鎢酸在高溫下用氫氣還原,即可得到金屬鎢粉。
    粉末狀的鎢粉還沒有達到燈絲所需的形狀,但前文也提到了電流可以給物體加高溫度。
    電不像明火,因燃燒物質燃燒條件不同,大多局限在幾百度到三千度。
    但電產生溫度的形式不同,是靠粒子間的碰撞產生溫度的,用的電流越大,物體的電阻越大,那麽通電所能達到的溫度就越高。
    比如閃電的溫度就可達三萬度。
    用於模擬可控核聚變的等離子體物理實驗中,等離子體中的電子和離子等在電流和磁場作用下相互作用,等離子體溫度可以達到數千萬度甚至更高。
    所以電完全可以用來把鎢給融了。
    鎢粉融化成固體後,再經過拉絲等加工工序,就能製成不同規格的鎢絲。
    而燈泡要抽掉裏麵的空氣使之氧化反應降低其實也不難。
    最簡單的機械真空泵就是由一個活塞和氣缸組成,通過手動或其他動力驅動活塞在氣缸內往複運動。
    當活塞向外運動時,氣缸內體積增大,壓力減小,燈泡內的空氣就會被吸入氣缸。
    活塞向內運動時,將吸入的空氣排出。
    雖然這種方式效率較低,真空度也有限,但在早期燈泡製造中也起到了一定作用。
    要用更簡單的技術達到更好的真空效果,還可以用汞柱,也就是水銀。
    汞的密度很高,又可以流動。
    所以將汞與燈泡用一個密封管道相連,用活塞吸取汞柱移動後就能將燈泡裏的空氣吸出來。
    相比較之下如何生產,或者說提純惰性氣體則要複雜的多。
    惰性氣體是指最外層電子構型更加穩定,一般條件下很難與其他物質發生化學反應,表現出很強的化學穩定性的氣體。
    而之所以還要往燈泡裏注入惰性氣體,就是借助了它不容易在光熱條件下發生反應的特性。
    因為燈絲在發光時處於高溫狀態,若燈泡內是真空,燈絲表麵的鎢原子會因熱運動而更容易蒸發,導致燈絲變細,電阻增大,發光效率降低。
    而充入惰性氣體後,氣體分子會與蒸發的鎢原子碰撞,使鎢原子返回燈絲的概率增加,減少鎢的損耗,維持燈絲的發光效率。
    還有一點是沒有惰性氣體的情況下,燈絲上的鎢不斷升華後會在燈泡內壁沉積,使燈泡變黑,同時燈絲也會因鎢的損耗而變細直至燒斷。
    接下來再是如何生產惰性氣體。
    1894年,英國物理學家瑞利和化學家拉姆塞通過對空氣進行反複的液化、蒸發和分餾等操作,發現從空氣中分離出的氮氣密度與用化學方法製得的氮氣密度存在差異,經過進一步研究,成功從空氣中分離出了氬氣,這是人類首次發現並獲得惰性氣體。
    他們使用的具體方式是,通過除去空氣中的氧、二氧化碳和水蒸氣來得到氮氣。
    他們利用一個大圓底燒瓶倒豎在堿水槽裏,燒瓶內通過兩根金屬導線,通電產生電火花,使瓶中空氣裏的氧氣和氮氣化合成二氧化氮,再用苛性鈉溶液吸收生成的二氧化氮,剩餘的主要為氮氣,但實際上其中還混有氬氣等稀有氣體,當時他們以為得到的就是純氮氣。
    不過氬氣也是惰性氣體,靠這種方法也足夠產生填充燈泡所需的惰性氣體了。
    至於如何將氣體分離提純,後世會采用更加先進和複雜的冷卻空氣至液化的方法。
    但這項技術過於複雜,後續有需要時再由技術難易程度順序漸進講解。】
    天幕將製造燈泡的完整過程和原理,非常詳細地投送出來。
    像提純鎢礦、機械活塞泵,還有提取惰性氣體的苛性鈉溶液,這些技術和材料的製取辦法,天幕都無有遺漏用視頻加文字的方式投送到了曆朝曆代。
    雖然聽起來很複雜,但古人們將各個步驟逐一分解學習後,也能慢慢理解並開始嚐試了。
    發動機組的科研學子負責攻克由天然磁鐵構成的小發電機,到人為供電創造磁場的大發電機。
    金屬組的負責提煉純銅導線。
    絕緣組的負責研製出導線的絕緣層,還有將陶瓷製作成絕緣子。
    合金組的負責從鎢礦中提煉高純度鎢絲。
    蒸汽機組的分出部分人,借助已有的經驗製造真空氣泵,其餘人主要還是負責攻克蒸汽輪機。
    玻璃組的負責吹製高光滑度的玻璃,玻璃純度和結構強度也要有保障。
    各組科研人員分工合作,在全天下人的矚目期待和自身的光榮使命下,各朝科研院的學子皆以最大的專注和所思所想投入到這場科技革命之中。
    這也將是一場前所未有的,第一次工業革命科技與第二次工業革命科技同步進行的科技大爆發。
    而與科技研發同步進行的,還有滿世界尋找各種礦產和資源的古代開拓軍團。
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