Предположим, что передовая технологическая цивилизация колонизирует планету/планетоид, на которой очень мало железа. Предположим, что поверхность в основном каменистая с большим количеством . Есть также некоторое количество углерода и ограниченное количество других металлов (никель, цинк, марганец), но в больших количествах доступны только кремний и углерод.
Можно ли полностью заменить железо и другие металлы в качестве конструкционных материалов при строительстве жилых домов, мостов, транспортных средств, машин, станков, электрооборудования, реактивных двигателей и т. д.?
Другие ответы в основном касаются структурных аспектов железа. Но есть еще одно широко используемое свойство железа: магнитная проницаемость . Если вы намотаете проводник, например медную проволоку, на кусок железа, а затем пропустите через него ток, атомы железа выровняются с результирующим слабым магнитным полем, усиливая его до гораздо более сильного поля. Это основа электродвигателей и генераторов, и без большого количества железа эта линия технологий будет сильно чахлая.
Похоже, что есть и другие металлы, которые могут давать аналогичный, но более слабый эффект, например, никель, марганец или гадолиний. Но большинство магнитных сердечников , которые мы используем, в той или иной степени основаны на железе, будь то в чистом виде, в виде сплава или в виде керамики. Даже если вы найдете альтернативные материалы, тот факт, что они не так распространены или эффективны, как железо, означает, что любая такая технология, вероятно, будет редкой и/или дорогой.
Это также основа магнитных хранилищ, таких как ленты и жесткие диски. Я собирался предположить, что такая цивилизация могла бы сразу перейти от виниловых пластинок к оптическим компакт-дискам. Но потом я вспомнил, что микрофоны и динамики тоже работают на магнитах, поэтому аудиосистемы в целом могут быть не очень распространены (и это лишь один пример того, насколько распространен магнетизм).
Конечно. На самом деле у человечества на земле были похожие этапы - медный и бронзовый века. Вам не нужно железо для хранения электричества или его электрохимического производства (хотя современное механическое производство энергии и трансформаторы действительно полагаются на сердечники из мягкого железа — воздушное сердечник правдоподобен, но менее эффективен).
Если бы у вас было электричество, вы могли бы напрямую перейти от цивилизации, основанной на меди, к той, которая использует алюминий или титан (которые извлекаются электрохимически).
Альтернативой может быть полный отказ от металлов и переход к цивилизации, основанной на керамике. Несмотря на то, что они хрупкие (с более примитивным дизайном), их легко изготовить, они довольно износостойкие, и вы можете начать с технической базы на основе керамики. Вы также можете использовать инструменты для резки стекла — стеклянные ножи используются в хирургии, а керамические ножи — технология 20-го века.
Ответ в целом да: можно заниматься металлургией без железа. Металлургия на основе железа просто дает сплавы, которые имеют хорошее соотношение цены и веса в современной земной экономике. Есть много других сплавов, некоторые из них гораздо более впечатляющие, чем сплавы на основе железа!
Однако, когда вы начинаете говорить о «замене железа», вы усложняете себе жизнь, настаивая на том, что они разрабатывают те же технологии , что и мы, и в том же порядке. Я ожидаю, что все, что они строят, будет отражать доступность материалов с различной прочностью/весом/стоимостью. Они могли бы создавать то, что им нужно, но предпочли бы другой подход к их проектированию.
Я вспомнил книгу Нила Стивенсона « Алмазный век» . В книге почти все было сделано из алмаза, потому что их нанотехнологические инструменты позволили легко создавать объекты с углеродными связями в любой форме, которую они хотели.
Королевский канадский бандит
Аникс
сорванныйкиви