在一個風和日麗的週末午後 狐狸貓跟小數蛙 正悠閒地坐在客廳的沙發上 翻著他們從圖書館借來的書籍 這時 狐狸貓突然將他手中的小說 湊到小數蛙眼前 指著書中的插圖跟小數蛙說 天外隕鐵好厲害啊！ 只要有這東西當材料 就可以鑄造出威力驚人的神兵利器！ 如果他有一把隕鐵做的菜刀 一定能讓他的料理加倍可口！ 只見小數蛙露出充滿紳士風度的微笑 對著狐狸貓說 零乘以任何數還是零喔 接著 不等狐狸貓反應過來 繼續說道 其實只要將一般鐵礦中的鐵提煉出來後 再加入一定比例的鎳 就可以得到跟多數隕鐵成分相似的材料嘍！ 這時狐狸貓好奇的問 提煉是不是像他在電視上看過的 只要將鐵礦 丟進熔爐中加熱熔化 就可以了？ 小數蛙笑著搖搖頭 光是加熱可不行 還要添加其他東西 才能有效提升鐵的純度喔！ 狐狸貓頓時覺得奇怪 加東西 不是會讓雜質更多嗎？ 怎麼反而可以提升純度呢？ 小數蛙說 這是因為加入的物質 是能夠跟鐵礦產生「氧化還原反應」的物質喔 一般從礦坑挖出的鐵礦 主要成分是氧化鐵 因顏色為紅棕色 所以又稱為赤鐵礦 化學式為Fe₂O₃ 因此 若加入的物質 可以從氧化鐵中將氧搶走 我們就可以還原得到鐵嘍 那該怎麼搶走氧化鐵中的氧呢？ 首先我們需要瞭解元素 與氧結合的活性大小 由大到小　依序為 「鉀、鈉、鈣、鎂、鋁、 碳、鋅、鉻、鐵、錫、 鉛、氫、銅、汞、 銀、鉑、金」 活性越大 對於氧的吸引力越大 因此 在高溫熔融狀態時 添加活性大於鐵的元素 就可以使氧離開氧化鐵 轉而與活性更大的元素結合 這時　氧化鐵就還原成鐵囉 而活性比鐵大的數種元素中 「碳」是其中最容易取得 也是最便宜的元素 因此　在煉鐵的過程中 我們會加入主要成分是碳的「煤焦」 讓它搶走氧化鐵中的氧 就可以還原得到鐵 這時小數蛙突然充滿惆悵的跟狐狸貓說 雖然挖鐵礦理想的狀態 是挖到的都是氧化鐵 但事實上 礦石中一定也會含有大量的雜質 這像極了愛情 剎那間 狐狸貓只覺得空氣安靜了下來！ 小數蛙表情一變　笑著說 但幸好我們煉鐵時 可以藉由添加助熔劑 將雜質從鐵礦中分離出來 且形成熔渣 再藉由煉鐵的熔爐 也就是高爐的構造 將這些分離出來的雜質 從鐵水中剔除 這時狐狸貓有個疑問 當鐵礦在高爐中熔融 並經過一連串的反應 提煉成鐵與熔渣後 熔渣不會跟剛煉出來的鐵 混雜在一起嗎？ 小數蛙說 因為熔渣與生鐵不會互溶 且熔渣的密度比生鐵小 會浮在生鐵的上層 剛好可以阻止生鐵與空氣中的氧接觸 再次形成氧化鐵 不過最終 我們還是需要將過多的熔渣移除 但不是用撈掉的方式 而是利用高爐的結構來進行 在高爐的底部區域 會有一高一低2個閘口 因為熔渣會浮在鐵水上 因此高的閘口稱為「出渣口」 可以讓熔融狀態的熔渣流出 而低的則稱為「出鐵口」 顧名思義 就是讓鐵水流出的閘口 最後 我們可以獲得鐵、熔渣與二氧化碳 其中 熔渣還可進一步做為肥料與水泥的原料 一點都不會浪費掉喔！ 而一般從高爐中獲得的鐵 是屬於含碳量較高的生鐵 可再藉由進一步的加工 減低含碳量 變成鋼或熟鐵 不同的含碳量 也產生不同的特性 含碳量越低 抗腐蝕的表現越好 且延展性也越高 相對的 含碳量越高 會使鐵的強度越高 也越為硬脆 因此 質地較軟 適合拿來高溫鍛接的熟鐵 又稱為「鍛鐵」 而質地堅硬 適合用來鑄造的生鐵 則稱為「鑄鐵」 在兩者之間的鋼 則是綜合了熟鐵與生鐵的優點 既適合鍛接 也適合鑄造 也因為各具特點 不同的鐵器 也適用於不同地方 譬如硬度高、耐磨的生鐵 適合用在像是人孔蓋 這種常會受到摩擦、撞擊的地方 而延展性好的熟鐵 則可做成如鐵絲 這種常需要彎折物件的材料 最後 鋼就適合用在需要兼顧強度與韌性的地方 像是建築用的鋼筋 最後 鋼加入一定比例的「鉻」 就可以產出「不鏽鋼」 在保有鋼不易變形、抗磨損的基礎上 又大幅提升了抗鏽蝕的能力 也因此 廣泛的在各領域中受到歡迎 從廚具、 3C零件、 醫療器材 一直到航太產業 應用相當廣泛！ 一起來腦力激盪一下吧！ 生鐵、熟鐵、鋼 因為不同的含碳量 而各具特性 請問如果今天 要在戶外建造道路、鐵路或建築 最適合用哪一種鐵呢？ 狐狸貓這時 已經把他的隕鐵菜刀 丟到腦後了 回想剛剛小數蛙說的重點： 氧化鐵與煤焦在高爐中 會進行氧化還原反應 而雜質與熔劑在高溫下反應 最後可產出生鐵與熔渣 而高爐產出的生鐵 後續可再加工為鋼或熟鐵 含碳量依序減少 碳越多 硬度與脆度越高 越少 則延展性越好 鋼兼具兩者優點 也可加入鉻做成不鏽鋼 大幅提升抗鏽蝕的能力