德里铁柱是
印度首都
新德里南郊的库都布高塔墙内一根约高7.25 米、直径约半米,重6.5吨的铁柱。铁柱在露天经历了上千年的风吹雨打。
德里铁柱从铁柱上刻着的梵文看,这根铁柱并非就地铸造,而是公元5世纪时,被统治德里的伊斯兰王朝从印度东部的比哈尔邦搬移过来的,传说是为了纪念旃陀罗王而造。不过人们都习惯把它和2300多年前叱咤印度的一代枭雄——阿育王联系在一起,叫它“阿育王铁柱”。
这根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,一般归结为:气候条件以及大块铸件。但最终是当地的一位学者、坎普尔(Kanpur)大学的材料工程师拉马穆尔西·巴拉苏布拉马尼安(Ramamurthy Balasubramanian)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(FePO4·H3PO4·4H2O),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,与一些非金属元素直接发生化学反应,如与空气中的氧发生氧化反应,生成
三氧化二铁。另一种是
电化学腐蚀,即当两种不同的金属接触时,由于它们的电位不同,在电解质存在的情况下就会形成微电池,从而造成其中一种金属的腐蚀。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。