話說鐵絲網的科學,一次因為“偷懶”而發明出的東西

提起鐵絲網,人們通常會聯想到戰場、監獄、邊境線等特殊場景。的確,鐵絲網一經發明,就被廣泛應用於軍事和防禦工程;而今在和平年代裡,鐵絲網的應用也很廣泛。

話說鐵絲網的科學,一次因為“偷懶”而發明出的東西

一次偷懶造就的發明

1867年,美國人約瑟夫·格利登因發明了有刺鐵絲網而獲得專利。說起來,這項發明是一次“偷懶”的結果,與約瑟夫在加利福尼亞一個牧場裡當牧羊童的經歷有關。當時,約瑟夫常常一邊放羊,一邊看書;在他埋頭讀書時,牲口經常撞倒用木樁和鐵絲圍成的放牧柵欄,成群地跑到附近田裡偷吃莊稼。牧場主對此事十分惱怒,威脅要將他辭掉。

約瑟夫經過觀察發現,羊很少跨越長滿尖刺的薔薇圍牆。於是,一個偷懶的想法浮上心頭:何不用細鐵絲做成帶刺的網呢?他把細鐵絲剪成5釐米長的小段,然後纏在鐵絲柵欄上,並將細鐵絲的末端剪成尖刺。這下想要偷吃莊稼的羊只好“望網興嘆”,約瑟夫再也不必擔心會被牧場主辭退了。因為他的這項發明很快就被賦有商業頭腦的牧場主看中,並開設了一家工廠專門生產這種新的放牧柵欄,以滿足其他牧場的需要;產品上市以後,訂單紛至沓來,生意很是紅火。

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一位著名的經濟學家認為,鐵絲網是“改變世界面貌的七項專利之一”。它在美國西部邊疆的開拓過程中,起到了明確產權的作用。正是使用了這種帶刺的鐵絲網,牧場主們才能夠把自己的牧場和他人的牧場區分開來。因為鐵絲網容易生產,安裝簡單,價格便宜,能有效地隔離牲畜,並且降低個人財產被盜的概率。如今,在澳大利亞的草原上,依然可以見到一百多年前殖民者來此開疆拓土時留下的一方方鐵絲網。

剛柔相濟

鐵,曾是人類歷史上非常貴重的金屬。在18世紀,西方探險家在航行中甚至可以用一枚生鏽的鐵釘換一頭豬;而用幾把破鐵刀換得的魚,足夠全體船員食用好幾天。生產鐵絲網的原材料正是各種類型的鋼鐵。

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可以說,鋼和鐵的應用在某種程度上代表了一個國家工業的發展水平。我國冶煉鋼鐵的歷史悠久,早在周代就已經掌握了鍊鐵技術,春秋末期到戰國初期出現了原始的鍊鋼術。從考古出土的2000多年前春秋時期的鋼劍來看,當時鋼的質量已經達到了較高的水平。但是由於長期以來的封建統治,加上帝國主義的侵略,在新中國成立以前,我國鋼鐵工業長期處於極端落後的狀態,鋼的最高年產量只有92萬噸,僅能生產有限的幾種鋼材。新中國成立以後,我國鋼鐵工業得到了飛速發展,到2018年,鋼產量已突破3.6億噸。

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鐵絲生產因工藝簡單、應用廣泛,發展較早。鐵絲或鋼絲(相對應的企業為“絲網企業”)是鋼鐵線材的再一次冷加工產品,所用材料一般選用優質低碳鋼或不鏽鋼。通常,要經過盤元剝殼、酸洗、水洗、皂化、烘乾、拉拔、退火、冷卻、酸洗、水洗、上鍍鋅線、包裝等若干程序,才能生產出製作鐵絲(鋼絲)的鐵錠(鋼錠)。

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目前,鐵絲和鋼絲的生產普遍採用拉絲工藝和鍍鋅處理。1976年,廣州鍍鋅鐵絲廠在國內首先應用電解酸洗、高壓沖洗、卡電乾燥的新技術試驗成功了拉絲線連續生產,使拉絲工藝從間斷性生產變為連續性生產,減弱了勞動強度,降低了金屬消耗。那時,國內鐵絲廠已能生產鋼絲繩、輻條鋼絲、傘骨鋼絲、彈簧鋼絲、自行車鞍座彈簧鋼絲等產品。20世紀80年代,釘書用熱鍍低碳鋼絲、風扇網罩鋼絲、碳素結構鋼絲、床面鋼絲等也相繼問世。

鐵絲網的編織有先編後鍍、先鍍後編等方法,經過處理後的鐵絲網或鋼絲網具有良好的防腐蝕、抗氧化的特點,可用於建築、石油、化工、養殖、園林防護、食品加工等行業的加固、防護及保溫等。

例如,廣泛用於工業、農業、養殖、建築、交通運輸、採礦等領域的電焊網就是用優質低碳鐵絲排焊而成,然後再經過冷鍍(電鍍)、熱鍍、PVC包塑等表面鈍化、塑化處理,生產出來的金屬網網面平整、網目均勻、焊點牢固,具有穩定、防腐、防蝕性好的特點。而不鏽鋼電焊網,是採用優質不鏽鋼絲排焊而成;如,機器防護罩、獸畜圍欄、花木圍欄、護窗欄、通道圍欄、家禽籠及家庭辦公室食品筐、紙簍及裝飾用品等,更具耐酸、耐鹼、焊接牢固、美觀等特點。

鐵絲網,用途多

用帶刺的鐵絲或鋼帶製成的鐵絲網,多用於軍事目的,能夠起到隔離、封閉的作用。第一次世界大戰期間,防守一方採用鐵絲網和機槍相結合的作戰方式,大大遲滯了手持步槍的敵方士兵的進攻速度。而發明坦克的初衷也是想利用它來攻克由戰壕、鐵絲網和機關槍構成的防禦體系。

鐵絲網還常常被佈置在國與國的邊境線上。在非洲,有一條250千米長的由鐵絲網構成的鐵幕,穿越叢林,橫亙在南非和莫桑比克的國境線上。

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在我國著名水利工程——都江堰的修築過程中,先民曾使用藤條、竹籠等裝上鵝卵石用來築壩,因為一塊塊石頭無論如何堅硬,在洪水面前都不堪一擊。現在,鐵絲網代替了藤條、竹籠,把一塊塊石頭聚攏在一起做成了防洪的石籠。

法國人讓·蒙耶發明的鋼筋混凝土每年也消耗著大量的鐵絲網。當初讓·蒙耶只是為了使種植棕櫚樹的木桶做得更牢固些,就把鐵絲網放進兩個大小不同的木桶的間隙裡,再灌上水泥漿,沒想到鋼筋混凝土卻因此面世。

如今,鐵絲網在生產生活中的用途正在不斷擴大。出現了一些專門化的隔離網,如各種公路護欄網、鐵路隔離防護網、圍山網、建築用網、安全用網以及各種場地圍網等。此外,用不鏽鋼絲編織的絲網用途也很廣泛,是煤礦、化工、食品與醫藥加工行業常用的鋼鐵製品。

雖然很多人常常因鐵絲網所造成的人為隔離對它心生怨恨,但不可否認的是,鐵絲網“與生俱來”的阻擋功能,在很多時候的確可以防患於未然,起到保護作用。從科學的角度看,鐵絲網無愧為一種剛與柔的完美結合。


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