Tuesday, July 14, 2020

鉛筆中不含鉛為什麼叫鉛筆

鉛筆並不是鉛做的,它是以石墨為主要原料做成的。石墨是一種深灰色、有金屬光澤、不透明的細磷狀固體,用手摸有滑膩感,是最軟的礦物之一,是由碳元素構成的。用石墨在紙上划過,會留下深灰色的痕迹。

既然鉛筆中不含鉛,那又為什麼叫鉛筆呢?

古時候,人們為了記錄語言,很早就用木炭、土塊等在石頭上繪製標記,但是留下的痕迹太粗,容易脫落,於是人們又找到了鉛。鉛是一種銀白色的軟質金屬,鉛在空氣中受氧氣、二氧化碳和水的作用,表面會迅速變成暗灰色,在紙上划過會留下灰色的痕迹,把鉛拉成絲,這就是鉛筆。但是這種筆並不理想,一是顏色淺,二是容易把紙劃破。

古代希臘、羅馬曾有用鉛金屬製成類似鉛筆的鉛棒。這種筆多製成錐形,利用鉛與其他物體摩擦而留下鉛的痕迹,用以劃線做標記。

14世紀時,歐洲出現類似現代的鉛筆,荷蘭畫家曾用以在紙上繪畫。意大利人曾使用鉛和錫的混合物製成鉛棒,用於繪畫和書寫。

1565年在德國人C.格斯納的藏書上有用鉛筆繪製的圖解,並記載有“為了製圖和筆記,人們用鉛及其他混合物製成筆芯,然後附上木製的把柄,進行劃線……”的文字。1662年在德國紐倫堡市建成世界上第一家鉛筆廠——施德樓鉛筆廠。

到了16世紀,人們發現了石墨,用它來制筆比鉛更方便,價格也便宜,於是石墨漸漸代替了鉛,但是鉛筆的名字卻流傳了下來。

1564年,英格蘭島受颶風襲擊,昆布蘭地區的許多大樹被連根拔起,在英格蘭的一個叫巴羅代爾的地方,人們在樹根下發現了一種黑色礦物質——石墨,它可以輕易地在物體上留下黑色的印記。由於石墨能像鉛一樣在紙上留下痕迹,這痕迹比鉛的痕迹要黑得多,因此,人們稱石墨為“黑鉛”。

那時巴羅代爾一帶的牧羊人常用石墨在羊身上畫上記號。受此啟發,人們又將石墨塊切成小條,用於寫字繪畫。不久,英王喬治二世索性將巴羅代爾石墨礦收為皇室所有,把它定為皇家的專利品。1565年英國開始以石墨為筆芯手工制出最原始的木杆鉛筆。但是由於石墨太軟,用石墨條寫字既會弄髒手,又容易折斷。

1761年,德國化學家法泊·卡斯特首先解決了這個問題。他在紐倫堡市創建了法泊·卡斯特鉛筆廠,用水沖洗石墨,使石墨變成石墨粉,採用硫磺、銻等作粘結劑與石墨加熱混合製造鉛芯,這比純石墨條的韌性大得多,也不大容易弄髒手,使鉛筆製造技術前進了一大步。

1790~1793年,法國N.J.康德首次採用水洗石墨的辦法,使石墨的純度提高,並用粘土將石墨粘結製成筆芯,此法被稱為康德法。1793年建立康德鉛筆廠,為現代鉛筆工業奠定了基礎。

直到18世紀末,世界上還只有英、德兩國能夠生產這種鉛筆。因此,拿破崙·波拿巴發動了對鄰國的戰爭後,英、德兩國切斷了對法國的鉛筆供應,因此,拿破崙·波拿巴下令法國的化學家孔德在自己的國土上找到石墨礦,然後造出鉛筆。但法國的石墨礦質量差,且儲量少,孔德便在石墨中摻入粘土,放入窯里燒烤,製成了當時世界上既好又耐用的鉛筆芯。在石墨中摻入的粘土比例不同,生產出的鉛筆芯的硬度也就不同,顏色深淺也不同。這就是今天我們看到鉛筆上標有的H(硬性鉛筆)、B(軟性鉛筆)、HB(軟硬適中的鉛筆)的由來。

給鉛筆套上木杆外套的任務是美國的工匠門羅來完成的。他先造出了一種能切出木條的機械,然後在木條上刻上細槽,將鉛筆芯放入槽內,再將兩條木條對好、粘合,筆芯被緊緊地嵌在中間,這就是我們今天使用的鉛筆。以石墨或加顏料的粘土做成的筆芯為書寫介質,用於學習、辦公、工程製圖、美術、繪畫、各種標記等的書寫或繪畫工具。

註:石墨雖然很軟,但它卻與最硬的金剛石都是由碳元素構成的,只是原子的排列順序不同。把石墨加壓到極高的壓力,就會變成金剛石。鉛筆的筆芯是用石墨粉末和粘土等物質混合後烘乾製成的,由於碳的化學性質比較穩定,所以用鉛筆寫下的痕迹能保留很長時間。

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