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一场史无前例的、以数学贯穿始终的冶炼实验在混乱的工坊内强行展开。
实验一:锡液滴凝固形态观测。
周鸣命人准备了一排十个光滑的陶盘,每个盘底涂上薄薄一层草木灰(便于剥离凝固物)。他将那勺高纯度锡液,分别以不同的高度(对应不同的冷却速度),滴落在十个陶盘中心。
“滴!”
第一滴,从三尺高滴落,撞击盘底,溅开成一朵边缘破碎的银花,迅速凝固。
第二滴,从一尺高滴落,形成一个稍扁的椭球,表面有褶皱。
第三滴,从半寸高处几乎贴着盘底流下,凝固成一个相对光滑但内部似乎有孔洞的半球……
周鸣亲自记录每一滴的高度、撞击形态、凝固时间。他拿起一个凝固的锡滴,再次用小锤轻轻敲击边缘。低空滴落的锡滴相对柔韧,敲击凹陷;高空滴落的则极易碎裂。他将碎裂的锡滴收集起来,用石臼小心研磨成极细的粉末(避免破坏原始结构)。粉末摊在深色石板上,周鸣手持一枚打磨极其光滑的水晶凸透镜(他随身携带的观测工具),俯身仔细观察粉末颗粒的形状。
在凸透镜放大的视野里,那些锡粉颗粒的轮廓,呈现出令人震撼的几何美感——它们绝不是光滑的球体或规整的多面体,而是布满了锯齿、尖刺、孔洞和不规则的卷曲边缘。无论颗粒大小,这种复杂的不规则形态都惊人地相似,仿佛一个图案被无限缩小后不断重复。周鸣的指尖在水晶透镜边缘无意识地划动,脑中构建着分形几何的模型:豪斯多夫维数。他快速估算着这些锡颗粒边界轮廓的复杂程度,一个关键数值在思维中逐渐清晰:d≈1.26。这远高于光滑曲线的维度(d=1),意味着锡在快速冷却凝固时,其晶界(晶粒间的脆弱边界)以一种极其复杂、表面积巨大的分形方式生长,如同疯狂蔓延的荆棘网络,为脆性断裂埋下了祸根!而青铜中作为强化元素的锡,若以这种脆弱的结构形态存在,非但不能强化铜基体,反而会成为裂纹萌生和扩展的完美路径!
实验二:淬火相变临界点捕捉。
周鸣的目光转向了核心问题——青铜剑的淬火。他命冶大匠取来几块成分已知(铜锡比例接近剑器)的青铜锭,放入小型坩埚重新熔炼。他亲自掌控鼓风节奏,用一套特制的、内嵌多层薄陶片(不同厚度对应不同导热率)的“七曜测温器”(他临时设计,陶片在特定温度区间会因热胀冷缩发出不同音高的细微爆裂声,以此粗略判断炉温区间)监控炉温,力求将熔液温度稳定在一个较窄的高温区间。
“取剑范!”周鸣命令。工匠们抬来一个预热好的、用于铸造短剑的陶土双合范。周鸣亲自执长柄陶勺,从坩埚中舀取赤红灼亮的青铜熔液,手腕极其稳定,将熔液平稳注入剑范的浇口。熔液迅速充满型腔。
关键的淬火时刻到了!周鸣没有立即将滚烫的剑范投入水中,而是死死盯着剑范。他在心中默数,精确计算着从浇注完毕到剑体温度下降到足以发生固态相变(β相向a+δ共析体转变)的时间窗口。他的大脑如同高速运转的计时器,综合了剑范材质(粗陶)、厚度、环境温度、空气流动速度等无数变量,构建着一条无形的温度-时间冷却曲线。
“就是此刻!”周鸣眼中精光一闪,果断下令:“淬!”
剑范被迅速夹起,投入旁边一个巨大的、盛满冰冷山泉水的石槽中。
“嗤——!”剧烈的汽化声伴随着冲天的白雾弥漫开来,刺鼻的金属蒸汽充斥工坊。
待白雾稍散,周鸣立刻命人将剑范捞出、破开,取出里面那柄还冒着丝丝热气的青铜短剑坯。剑坯通体乌黑,尚带着高温的余烬。他将其置于铁砧上,再次举起重锤!
“当!当!当!”连续三锤,力道渐增。
第一锤,剑坯发出沉闷的金属声,微微变形。
第二锤,剑身弯曲幅度更大。
第三锤落下!“咔嚓!”一声脆响,剑坯在靠近“剑格”模拟位置应声而断!断口依旧是灰白色颗粒状!
周鸣面无表情,拾起断剑。
