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第8章 牙科器材制造与攻关

    程坚首先要做的事,是不锈钢牙科工具的制造。

    作为牙科博士,参与了的无数次的牙科器材的技术攻关和实验,对于牙用不锈钢材的配方,和实验室的制取、合成,当然谙熟于心。

    现在的大康使用的是木炭冶铁工艺,打造出来的铁器都是铸铁,里面含有大量的杂质和其他的金属成分。其缺点:一是脆,二是容易生锈。

    程坚有能力通过实验室分离和提纯工艺,获得镍、铁、铬、锰等金属,再按照一定的比例重新熔炼,就可以制造出不锈钢。

    要想制作不锈钢,第一就要解决火焰温度的问题。实验室优选的是乙炔火焰,产生乙炔气体的矿石叫电石,它与水反应就会源源不断的产生乙炔,据程坚的牙博士的记忆,大康的兖州枣庄县就有电石矿,该县在沂水县北面,大约200多里,也就是两、三天的路程。

    火焰解决了,还需要提炼金属的工具,这就需要耐高温的坩埚,最好的坩埚是陶瓷坩埚。

    大康的陶瓷制造业非常发达,沂州就有陶瓷制作工坊,沂水县附近也有很多高岭土、石英砂、长石等陶瓷制作原料,只要请到熟练的陶瓷匠人,就可以开展工作。

    接下来就是不锈钢原料的寻找,由于是实验室制作,不需要铁矿石,只要购买大康现有的铸铁锭,里面含有镍、铁、钴、锰等其他金属,通过实验室提纯和分解工艺,都可以把它们一一提炼出来。

    所以,这个时代的铸铁锭,是提炼钢材最佳原料,程坚就懒得再去开采铁矿石了,只要做二次加工就可以了。

    程坚列好清单,通知三伯安排人手去购买电石、铸铁锭、磷酸盐砂、蜂蜡和陶瓷玻璃等原料,同时招募熟练的瓷器制作匠人。

    一周后,采购的原材料也陆陆续续地送来,瓷器匠人高明远也如愿地招募到。

    高明远十几岁就在瓷器作坊里干活,制造瓷器已经有30多年,于是他熟练的在工坊里建窑,烧制了一些,程坚设计的陶瓷坩埚和一些陶瓷管子,用于实验室冶炼金属使用。

    随后,程坚又设计了排水管道,让高明远继续大量地制造,在工坊每个房间都要建造排水设施,陶瓷排水管道将预埋在地下,向工坊外通去,一直到达河边。

    当陶瓷管道烧结制成功后,程坚安排两位建房师傅,以最快得速度,紧靠山壁,建好了一个200平米的大房间,这是程坚按照前世的理念设计的实验室。

    实验室分为三个部分,进门是办公和休息区,中间是试验区,紧靠山壁的是库房区。今后有时间,程坚计划,凿开山壁,把这座山内部挖空,建立军事实验基地。

    试验区还特地设计了一个熔炼窑炉,方便他前期做钢材提炼工作。

    值得一提是,陶瓷和玻璃使用的原材料是一样的,它们的化学成分都是二氧化硅,只不过陶瓷制作温度低,1200度就有可以了,而制作玻璃需要1500度,将陶瓷原料融化就可以得到玻璃。

    当电石送来的时候,就解决了玻璃原料熔炼的问题。

    有了电石,将电石放入水中,就会源源不断的产生乙炔气体,把它用陶瓷管道,输入炉窑中,点燃它,就有了乙炔火焰,乙炔在空气中燃烧温度是2350度,如果用氧气助燃,温度可达3300度。

    有了乙炔火焰,制作玻璃唾手可得,关键是玻璃器皿的制作,需要掌握吹制工艺。

    玻璃吹制工艺,程坚也是前世为了送女友生日礼物,根据某音上的玻璃瓶制作视频,在实验室里,自娱自乐而学会的。

    程坚用空心铁管试着吹制玻璃瓶。一开始老是失败,功夫不负有心人,在失败20多次后,他终于掌握了吹制技巧。慢慢地他试制了一些其他的实验室玻璃器皿,中间也失败了好多次。但是程坚毫不为意,心想反正坏了,碎玻璃可以再次回炉,重新冶炼,不会浪费材料。熟能生巧,经过3天的烧制,

    实验室里面摆满了程坚做好的玻璃器皿。

    一切完备后,程坚在实验室里开始合成不锈钢。

    由于这个时代没有温度仪器,冶炼金属的温度,只能根据牙博士的经验,看金属溶液颜色、火焰的颜色和不同距离的皮肤感觉来判断温度。

    不锈钢的材料主要是镍铁合金,镍的含量超过5,就可以不生锈了,再加少量的锰、钴就可以增加硬度和弹性。镍、铁、钴、锰等金属都有可以通过实验室提炼铸铁锭获得。

    程坚将电石放入水中,控制炉窑中,陶瓷管的出气量,达到控制乙炔的火焰温度,就可以从铸铁铁锭中,根据不同金属的熔点不同,如镍的熔点1453度,纯铁的熔点1535度,铬的熔点1890度,锰的的熔点1244度。

    依次提炼出镍、铁、铬、锰等金属。

    牙科的工具都很小巧,所需钢材的量很少,每次只需要几百克就够用了。

    程坚再将提炼出的镍、铁、铬、锰等金属块,按照比例放入陶瓷坩埚,用乙炔火焰溶解,其中镍的含量要到达10,就得到了医用不锈钢。

    不锈钢解决了,拔牙钳如何生产呢?

    这就用到牙科的失蜡法精密铸造工艺。就是先用蜂蜡制作出拔牙钳模型,再用耐高温的磷酸盐模具砂,把牙钳蜡型包埋好;放入烤炉维持300度的高温,约30分钟,把蜡溶解蒸发,接着升温到950度,形成高温铸模,最后把不锈钢溶液倒入模具中,就会得到尺寸精确的拔牙钳。

    该方法金属耗损少,模型精度高,仅需少量的手工打磨、抛光即可使用。

    程坚用精密失蜡铸造工艺陆续生产出了各种牙科工具,如口镜、探针、镊子、牙挺、拔髓针、根管锉等。

    在这次金属的提炼中,没有找到含钛的铸铁,如果能提炼出钛金属,就可以生产种植体,要知道程坚前世的博士专业就是,第四军医大的种植牙专业。如果能在大康开展种植牙医疗,将会造福所有缺牙的人,也会让这个时代的人受益无穷,这样会提升程坚的牙医馆的经济实力和对社会政治的影响力。

    程坚非常期待着下批的铸铁到来。

    在钢材提炼获得成功的时候,程坚所需的中药材和矿石也陆续地送来。

    他刚忙完牙科工具的制作,又投入了牙科药品和镶牙、补牙的材料制作中。

    他好像又成为了前世的牙科博士,实验室的工作狂人。

    他首先,在实验室里,把丁香和白酒,用蒸馏法获得丁香油和酒精。

    再通过硫磺与提纯的铁粉反应,通过实验室的化学方法,制造出硫酸。这就迈出的制造其他原材的第一步。

    接着把磷矿石与硫酸反应,就得到了磷酸,再配制出正磷酸液。

    再把氧化锌矿石,通过实验室的炉窑高温煅烧,就能提炼出高纯度的氧化锌粉末。

    氧化锌粉和正磷酸溶液,混合可以得到齿科常用的粘固粉,它的可以补牙,可以粘固黄金等各种金属牙套,是牙科必备的常用材料。

    氧化锌粉和丁香油混合成糊剂,可以充填牙齿根管,是补牙的常用材料。

    把石膏矿石,通过高温煅烧,提纯可以获得,齿科专用石膏粉。

    将砒霜提纯,得到三氧化二砷粉末,这是剧毒物质。将它按比例与氧化锌粉、丁香油等物质混合,得到牙髓失活剂,这是牙科治疗虫牙的常用药物。

    关于麻药,程坚选择了乙醚,通过浓硫酸、浓磷酸和酒精的化学反应,采用实验室萃取和蒸馏工艺,制取出乙醚,乙醚不仅是强烈的麻醉药,也是制造无烟火药的原料。

    程坚还通过提炼和加工各种海藻和海带,制造出碘和海藻酸钠粉末。

    将碘溶于酒精中,可以获得用于伤口消毒用的碘酒。

    将海藻酸钠粉末,溶液于水,得到胶状物,再和石膏粉搅拌,就可以获得良好的口腔印模材,这是镶牙取模必备的材料。

    当这些材料完成时,程坚发现不知不觉的过了1个月,为爷爷镶金牙的时间到了。