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中国通史-第1141部分
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民间出现张力自控式多锭纺纱车车上有牵伸机构并且逐步展成能借捻度和加压自动控制纱支成为名副其实的纺纱车达到手工纺纱机械的最高峰。用这种纺纱车纺纱时利用加压装置调节纱的张力来控制纱的粗细。这是一项重大明。在现代纺纱技术中还没有见到运用类似原理来纺纱所以这一明在纺纱技术史上也具有一定的意义。但是这种机械还没来得及推广就被西方动力纺织机所排挤。
第四节采矿探矿知识关于煤炭的勘探知识清初孙廷铨（1616—1674）在《颜山杂记》有较详细的记载其中写道：“凡炭之在山也辨死活。”所谓死指风化了的煤；活指未经风化埋藏在岩脉中的煤层。“死者脉近土而上浮其色蒙其臭平其火文以柔”这是指经过风化的露头煤颜色不光亮含硫少火力不大。“活者脉夹石而潜行其色晶其臭辛其火武以钢”这是指未经风化的煤夹在岩层中深埋地下走向跟岩层一致并且颜色亮含硫多烧起来臭味大但火力猛。“凡脉炭者视其山石数石则行青石、砂石则否”凡是找煤的人可先观察山上岩石性质“数石（即成层的沉积岩）则行”即有层状沉积岩的地方可能有煤而有青石、砂石的地方则无煤。“察其土有黑苗测其石之层数避其沁水之潦因上以知下因近以知远往而获之为良工”即进一步察看黑色的煤层露头仔细测量岩石层次确定煤层位置避开涌水从而由地面上岩层情况推测下面煤层位置从近处的岩层情况推测远处的煤层位置这样去勘探才能找到煤矿才算是优秀的勘探队员这种勘探技术在当时无疑是很先进的。
清代对铜矿的勘探大部分沿袭唐宋以来的经验即以铜绿或石青作为铜矿的矿苗。人们“谛观山崖石穴之间有碧色如缕或如带即知其为苗”1。这里所讲的碧色的石头即石青又叫扁青即蓝铜矿。如果现铜绿（即孔雀石）如“有矿之处必有绿色苗引挂于山石间或一条或一线宽窄不一”2就有可能找到原生铜矿床。吴其浚的《滇南矿厂图略》对于勘探铜矿的经验作了总结。他把矿苗叫做闩（）或引并指出“闩”有多种如子闩、老闩、憨闩、铺山闩、竖生闩、磨盘闩、跨刀闩、大闩等。不同的闩反映了地下不同类型的矿床。
坑采技术记载清代采矿技术的著作比以前显著增多内容也更详细如孙廷铨《颜山杂记》、田雯《黔书》、屈大均《广东新语》、张泓《滇南新语》、王崧《矿厂采炼篇》、吴其浚《滇南矿厂图略》以及某些地方志等。《颜山杂记》详细记载了山东的采煤技术。竖井虽深百尺也不弯曲当竖井深度与煤层相当时则从竖井的旁边开巷道。巷道大小依煤层厚薄而定。还讲到斜井、气井及井下照明。《黔书》记载的是清初贵州省开采朱砂和铅矿的技术。《广1倪慎枢：《采铜炼铜记》见《滇南矿厂图略》。
2王昶：《铜政全书咨询各厂对》见《滇南矿厂图略》。
东新语》则记载广东开采砚石的技术。《滇南新语》记载的是云南铜矿开采技术其中提到巷道支护、井巷结构、井下照明、井场灾害等。《矿厂采炼篇》及《滇南矿厂图略》也都是记载云南铜矿开采技术的、其内容比《滇南新语》详细。特别是《滇南矿厂图略》分门别类且相当全面地记述了有关矿苗、矿井内部结构、开采的工具和器具、矿石品位、冶炼工具及方法、矿山管理等内容。这部著作是我国古代采矿技术方面的一部重要文献是记述古代坑采技术之集大成者。
井采技术清代乾隆时段玉裁、郑王臣、李芝等人对四川盐井工艺技术有较详细的记述。段玉裁在其所编《富顺县志》卷2中讲到四川盐井的起源、井深、井套、井架、提升机械、竹筒桶的结构和使用的动力等。郑王臣、李芝则是以诗、赋的形式讲盐井的命名原因、开凿盐井的工具、凿井工艺过程、使用动力等。
关于天然气井与盐井的关系以嘉庆时严如煜的《三省边防备览》卷1o所述最详。这书提到：“川中古传火井（即天然气井）有盛有歇。近来（指嘉庆末年约182o年）犍、富各县火井大旺较之昔年可省煤十之三。火井与水井（指盐井）同开凿时不知有火及见火初只有气复淘至二三丈火始旺。泥封井口插竹筒导火入灶以煎盐。极旺之井分售于他井颇获其利。嗅之有硫磺气。储以猪尿胞可寄远。刺小孔以阳气引之气出如缕暗室生光。火井中仍出咸水亦一奇也。”
第五节冶金清代冶金业过了明代中叶的水平。据地质调查所统计1916年全国旧法炼铁产量为17万余吨清代晚期铁的产量当与之相近。铜大量用于铸钱。康熙年间（1662—1722）云南东川等地铜的最高年产量达14oo余万斤称为滇铜其中11oo万斤以上用于铸钱。此外锡、铅、锌的生产有较大展白铜生产也有相当规模。
炼铁清代炼铁炉的规模与明代大体相同据屈大均《广东新语》记载：“炉之状如瓶其口上出口广丈许底厚三丈五尺崇半之身厚二尺有奇”筑炉用灰沙盐醋外束藤条用木料支护鼓风木扇高五、六尺宽四尺由四人操作装料用“机车”一昼夜可出铁12版每版3oo斤日产量约1。8吨。道光初年严如煜《三省边防备览》记汉中铁厂炼铁炉高约6米外用木料支护成为方形用风箱鼓风由十余人轮流曳引每座竖炉包括采矿、运输炉料在内需工匠百余人。明清时使用焦炭和“机车”炼铁是传统钢铁技术出现向现代钢铁技术转变趋势的重要标志也是这种转变已有了现实可能性的证明。
坩埚炼铁是中国特有的炼铁方法。咸丰《青州府志》记载：“康熙二年孙廷铨召山西人至此得熔铁之法。凿取石其精良为石、次为硬石击而碎之和以煤盛以筒置方炉中周以礁火。初犹未为铁也复碎之易其简与炉加大火每石得铁二斗为生铁。复取其恶者置圆炉中木火攻其下一人执长钩和搅成团出之为熟铁减其生之二焉”。这是迄今所知坩埚炼铁最早的文献记载。坩埚炼铁的优点在于炉体构造简单操作简便成本低廉适合使用当地材料。英国人宿克来1899年统计晋城、阳城、太原等地坩埚铁年产量达5万吨。
清代仍流传百炼钢工艺。清末魏源《海国图志》征引林则徐奏章：“至熟铁则不可铸而但可打造。其打造之法用铁条烧熔百炼逐渐旋绕成团每五斤熟铁方能炼成一斤坚刚光滑无比。”
锌是从十六世纪起传入欧洲的。埃契森《金属史》提到：“1745年有一批金属锭块从广州交付给瑞典但货船沉没于哥德堡港。大约于1842年其中一部分锭块被打捞起来并证实为98。99％的锌。”英国勃列斯托地方于1738年开始生产锌其工艺即源自中国。1金属加工清代传统金属加工工艺具有较高的水平。山西晋城、广东佛山等重要冶铁中心都有铁线行用当地产的熟铁拔丝。粗细铁丝的逐次拉拔成形和锻造都经过中间退火1。四川泸定桥是建于康熙四十五年（17o6）的铁索桥长1o3米宽2。8米由九根铁索组成铁索用粗9厘米的锻铁链节接续而成。四川老君桥铁索则用眼杆式链节组成。由此可见锻接质量之好。清代芜湖汤天池梁应达以善锻铁画著称现芜湖仍保存这一传统工艺。清代除了有渗碳热处理工艺外还有化学热处理工艺。陈克恕《篆刻针度》记载了化学热处理工艺。
铸造型范在泥型铸造方面成批生产的中、小型铸件已采用可重复使用的“半永久”泥型。这种工艺直到近代仍广泛流传如创立于道光十七年（1837）的无锡王元吉冶坊即以铸造薄壁锅著称可铸出壁厚仅o。7—1毫米厚的灰口铁锅一副铸型可用2oo次左右。
清代宫廷手工业以失蜡法为制作爵、铏、簋、豆等艺术铸件的主要工艺手段。据《广储司磁器库铜作则例》记载爵的蜡模是用“剥蜡法”制作的即将蜡片在模板上压制花纹再焊接成器形。据记载剥蜡法和拔蜡法在明清时期都是常规工艺有很细的分工和工料定额。
铸炮铁范清代创制了铸炮铁范。魏源《海国图志》所辑《铸炮铁模图说》详细论述了由泥型翻制铁范再用铁范铸炮的工艺过程。书中还总结了铁范铸炮可多次使用以及节省人力、物料生产效率高适合于战备需要等优点与现代铸造工程学对金属型的认识是基本一致的。此书作者龚振麟重视学习西方先进科学技术在传统工艺的基础上创此法创制了新式炮架并于1842年撰成此书。遗憾的是他的明未得到广泛应用。他写的《铸炮铁模图说》一书是世界上最早系统论述铸铁金属型铸造的专著1。
1华觉明等：《世界冶金展史》第592页。科学技术文献出版社1985年版。1刘年增、华觉明：《创铁模铸炮的龚振麟》载《科学技术明家小传》北京人民出版社1978年版。第六节机械清代在农业、纺织、矿冶、交通运输、建筑、军事等方面所普遍采用的仍然是传统机械但在某些方面有所展。例如纺织机械就已达到很高水平其中最有代表性的是张力自控式多锭纺纱车。这种纺车上的牵伸机构和加压装置都是很重要的明。又如周庆云《盐法通志》所载：“风车者借风力回转以为用也车凡高二丈余直径二丈六尺许。上安布帆八叶以受八风。中贯木轴附设平行齿轮。帆动轴转激动平齿轮与水车之立齿轮相搏则水车腹页周旋引水而上。此制始于安凤官滩用之以起水也。”这种立帆式风轮是我国沿海产盐区用以提升海水的机械是根据古代风车和船帆原理设计出来的。它的特点在于不受风向改变的影响即无论风向如何风轮总是朝同一个方向旋转。这是一项构思巧妙的明。
此外在十七世纪以后西方传入的机械仪器的启和激励下我国一些科学家对其“轮捩机轴之学”深感兴趣并且独立作出了许多新的明其中尤以光学仪器的研制更为突出。如清初黄履庄曾制成龙尾车（汲水机械）自动驱暑扇（自动风扇）和许多光学仪器；郑复光在《镜镜詅痴》中对各种光学仪器作了相当全面的介绍；邹伯奇独立明了照相机；道光年间科学家黄履庆创造性地把取景器和千里镜（望远镜）结合起来能摄数里之外之影历历如绘实际上已是天文照相机的雏形。
鸦片战争前后我国已开始研究和仿制西方机床、蒸汽机、内燃机、船舶、纺织机械和农业机械等。如丁拱辰（18oo—1875）对蒸汽机、蒸汽机车和蒸汽机船进行了早期的系统研究1。他精通数理擅长机械制造。1831—1841年间他先后制作了机车模型和轮船模型这是中国机械史和交通史上很有意义的一件事。他制造的直立双作往复式小机车长1尺9寸阔9寸可载重3o余斤其锅炉、蒸汽机全为铜质这是中国第一台火车头雏形。1841年他写成《演炮图说辑要》其中的《西洋火轮车、火轮船图说》为中国自著的第一部关于蒸汽机、机车和轮船的著作。此外魏源、龚振麟、郑复光等人也对蒸汽机等西方机械进行了介绍和研究扩大了西方机械的影响。如184o年鸦片战争爆后英军入侵舟山时龚振麟见到英军用蒸汽机驱动的火轮于是他参考林则徐提供的《车轮船图》进行仿制先用人力驱动叶轮在湖中�
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