随着纪录片「指环王·力量之戒」的播出,精灵三戒的神秘制造工艺逐渐公之于世,但真正的关键却讲的很是粗略。笔者本着刻苦钻研的精神,历尽千辛万苦,威逼利诱了托尔金的后人,终于破解了三戒的制造工艺。秉持开源精神,特此公开。

选材

一般认为,精灵三戒本身是由秘银、纯金、纯银三个元素的合金构成,并镶有宝石。可以给予持戒者强大的力量。

秘银

秘银是一种银白色的金属,质量轻、硬度高,具有极佳的延展性,被认为是“轻如羽毛,坚如龙鳞”。

其原型是钛、铝、陶瓷等元素的混合[1]。钛的一些特性和秘银很类似,比如强度,明亮的银色光泽,抗腐蚀性,而且很轻。

秘银矿藏在被炎魔侵占之后,极为稀有难得,下图矿工中广为流传的秘银矿藏地壳分布图:

秘银矿地层分布图

金与银

维林诺(Valinor)出产的纯度极高的纯金、纯银。纯度必须达到999999K。

宝石

  1. 金刚石:拥有水的能量,可以制成“能雅·水之戒”
  2. 蓝宝石:拥有气的能量,可以制成“维雅·气之戒”
  3. 红宝石:拥有火的能量,可以制成“纳雅·火之戒”

金属学原理

由秘银(MithRil,简称Mr)、金(Au)、银(Ag)的性质可知:三者可在液态下无限互溶,在固态下则完全互不溶解,其中任两个组元具有共晶转变[2]。这满足三相共晶合金的特征,根据学报提供的信息可知,该合金的相图模型如下:

三相合金

研究表明,在420°时冷却的合金按照1:80:20的比例时,具有最佳的性能,下图为此温度下的三元相图的投影图。

A

该合金在冷却至液相面时开始结晶,析出初晶A。随着温度的不断降低,A晶体不断增加,液相的数量不断减少。由于A晶体的成分固定不变,根据直线法则,液相的成分由oo点沿AoA_o的延长线逐渐变化。当液相的成分变化到与E1EE_1 E线相交的m点时,开始发生二元共晶转变:LA+BL\to A+B。随着温度的不断降低,两相共晶体(A+B)逐渐增多,同时液相的成分沿E1EE_1 E二元共晶线变化。当液相的成分变化到EE点时,发生三元共晶转变:LA+B+CL\to A+B+C,直到液体全部消失为止。之后温度继续降低,组织不再发生变化。故该合金在室温下的平衡组织是 初晶A+两相共晶体(A+B)+三相共晶体(A+B+C)。

下图为该合金室温下的组织示意图即MrAuAgMr-Au-Ag三元合金的室温组织(初晶+两相共晶体+三相共晶体)。其中黑色PP的为秘银初晶相,α\alphaBB分别为秘银-金两相共晶体、三相共晶体。

Mr-Au-Ag

注:也有学者提出在550度下,20:60:20得到的合金性能更好,但是需要更到的秘银,其室温组织如下:

存疑

制造工艺流程

融化

在1800°的温度下,将1:20:80的秘银、纯金、纯银融合到一起。充分搅拌,使秘银可以与金属充分混合,以便于凝固时秘银的强化相可以均匀的分布在金银的a相之中。

将秘银放入液态金属中

有学者对该液态合金进行了详细的研究,提出了三相合金液的黏度规律,笔者有幸参与其中,此模型被称为:C-S(Celebrimbor-Sion)模型,表达式为:

η=(X1η1+X2η2+X3η3)(1πHmRT)\eta=(X_1\eta_1+X_2\eta_2+X_3\eta_3)(1-\pi\frac{H^m}{RT})

其中Xi,ηiX_i,\eta_i分别为纯溶剂和溶质的黏度及各自在溶液中的摩尔分数,HmH^m为混合热。

制锭

把液态金属浇铸成成合金锭,冷却速度不要太快,采用自然缓冷,

浇铸

脱模

铸锭展示

造型

再次通过热处理来增加强度耐磨性,然后塑性加工来做成戒指的外形。

高温回火

镶钻

蓝宝石

金刚石

红宝石

成品展示

成品

参考文献


  1. 秘银·魔戒中文维基 ↩︎

  2. 凯勒布林博,安那塔.秘银与金银三相复合材料的性质研究[E].埃瑞吉安珠宝协会研究学报,(SA)1500,53(8):2766-2770 ↩︎