硬幣愛“材”,取之有道

在這個快捷支付的時代里，一條“1元硬幣將逐步在全國推廣”的消息讓硬幣刷了一回存在感。一時間，關乎硬幣紙幣價值的問題搶占了各大媒體版面。其實，關于紙幣和硬幣的話題從來就沒有停止過，“北方人偏愛紙幣，南方人偏愛硬幣”這樣的說法也流傳了多年。這一點鋼鐵俠也有親身體驗，在北京基本上用的是紙幣，去了上海就全成了鋼镚兒。

當年，紙幣就是因為攜帶輕便，取代了硬幣的統治地位。但是，為什么幾百年來，硬幣為什么都沒有退出市場，反而現在還在取代紙幣？

紙幣為什么不能完全取代硬幣？

當今各國紙幣的主要原材料是棉，以美鈔為例，其紙幣是由75%棉和25%亞麻制成。這樣的材料固然可以讓紙幣手感更好，方便流通，然而成也蕭何敗也蕭何，正是因為這樣的材質，紙幣較之硬幣有更多的煩惱。

（1）威脅健康

紙幣在流通過程中要經過多人的觸摸，極易被污染。有研究人員對此作出了相關研究：

硬幣和紙幣的表面菌落數的比較

在這張圖上我們可以清楚地看到相較硬幣，紙幣的細菌群落數真的多的有些嚇人。而這正是因為紙幣中的棉為細菌提供了生存所需的水和無機鹽，而冷冰冰的硬幣就沒有這樣的條件了。

（2）成本高

雖然紙幣的材料成本比硬幣要低，但是它的其他成本要比后者高得多。相較于硬幣，紙幣材料更易脫色、變色、變形甚至因此喪失防偽性，這就大大降低了紙幣的流通壽命。據報道，1枚現代技術條件制造的標準機制硬幣，流通次數可達3萬次，而1張紙幣平均流通300次，這就意味著紙質鈔票對其原材料的消耗頻率要遠高于硬幣。

不僅如此，紙幣在分揀、清點上成本也要比硬幣高得多。

但是，不知道大家有沒有發現，世界各國的硬幣圖案并不相同，但所使用的材料也就那么幾種。這是為什么？硬幣在材料使用上，可是大有講究的。

金、銀適合做硬幣？

世界各國都曾經用金、銀作為流通貨幣在市面上流行，但是現在，金、銀幣基本是紀念幣了。為什么它們不適合作為主要流通硬幣？

設想一下，上街買個饅頭，需要動用一枚金幣或者銀幣？那這個物價也太高了。即使物價有那么高，也會沒有足夠的金、銀來制造足夠的硬幣來流通。直到明朝中葉，銀子才作為中國一種主要流通貨幣，因為海外貿易為中國帶來了大量的白銀。在此之前，白銀產量不高，想做主要貨幣也不可能。

因此，金、銀作為流通貨幣的地位，早就給紙幣給取代了，而且是永世不得翻身。

事實上，在現今的技術條件下只要我們想，我們可以將任意一種實用元素制造成硬幣，比如說釤幣、鐿幣、镥幣等等。只是由于造價太過高昂，用這些材料制造的硬幣是沒有什么實際的意義。

因此，要作為主要流通硬幣，其本身材料的成本不能太高。最好是硬幣本身材料的價值，與面值大致相當。

如果硬幣材料價格要比面值大。那么，硬幣失去了流通的價值，而是被收集起來，出售材料牟利。這在歷史上是經常有的事。比如某些地方缺鐵做兵器、農具，鐵的價格就比鐵錢高，所以鐵錢就被重新熔融成鐵塊用作它用。

考慮價值的同時，還需要考慮材料的豐度。主要流通硬幣，需求量是很大，80年代90年代發行的硬幣以百億計。如果資源緊張，硬幣的產量就上不去，市面上無錢可用。這在古代，同樣有這樣的事情發生。

最后，還要考慮硬幣的耐腐蝕性和耐磨損性。金銀由于質軟，對平日里的物質交換帶來磕磕碰碰可以說沒有什么抵抗力，這種無形的損失是人類不可承受之痛。

因此，小面值的流通硬幣，都是用常見的硬度高，耐腐蝕的普通金屬材料所制成。

在幾千年中，都有哪些材料作為硬幣材料？又是如何發展的？

（1）青銅

春秋戰國時期，由青銅鑄成的布幣、刀幣、貝錢和圜錢成為人們的主要交換物。

青銅是指紅銅和其他化學元素的合金，例如錫青銅、鉛青銅、鎳青銅、磷青銅等等。其中最為古老的要屬錫青銅，即銅錫合金。

較之于熔融的純紅銅，液態錫青銅流動性好，利于加工，加之成品無論在光潔性上還是耐蝕程度上都遠遠好于紅銅制品，所以錫青銅取代銅成為硬幣材料史上的重要一員也就不難理解。

不過錫青銅并不是無懈可擊的，隨著時間的推移，人們發現錫青銅的結晶溫度區間較大，容易發生偏析，導致充型性不好，機械性能也無法得到保證，這對于要求成分均勻且耐磨的貨幣來說顯然是不合適的。

隨著冶煉技術的進步，鋅這種元素逐漸走進人們的視野。鋅419.5℃的熔點低于一般青銅合金熔點（含錫為25%的錫青銅熔點為800℃），加之鋅溶解在錫青銅中不形成新相，所以可以減小結晶溫度區間，減少偏析，最終提高合金的機械性能。當然這時人們添加的鋅還只是很少量的。

（2）黃銅

我國明代，鋅作為主要添加元素的黃銅合金成為了鑄幣的主要材料。直到今天，世界范圍內包括我國在內很多國家還在硬幣生產過程中使用黃銅，這其中就包括2013年我國發行的首批五元硬幣、意大利發行的硬幣以及美國部分面值的硬幣。

美國硬幣材料規范（圖片來源于Azo material）

較之青銅，黃銅有其天然的優勢：第一，鋅元素與銅元素在地殼中豐度相當，但是價格卻遠低于銅（目前市場價大約為銅的1/3）。第二，黃銅的塑性較好，適于各種壓力加工。

不過，如今生活中除了普通黃銅，我們更多時候見到的還是特種黃銅。所謂特種黃銅就是指在黃銅的基礎上添加鐵、鋁、鎳、錳、硅等元素。我國第一套硬幣用的是鋁銅合金，第二套是銅鎳合金。

之所以添加這些元素一方面是因為這些元素在黃銅中作為雜質元素可以起到固溶強化的作用，而另一方面，也是最為關鍵的是因為添加進的每種元素憑借自身的理化性質可以彌補黃銅的不足。舉例來說，鋁的標準電位相對于鋅更負，因此有更易失去電子，所以在環境中優先氧化，進而形成大家都很熟悉的物質，一層可靠地保護屏障，讓黃銅基體遠離腐蝕。

不過，隨著近年來銅價上升，制造一枚銅質硬幣的成本已經超過面值。因此，我國的全銅材質硬幣已經取消，改以銅包鋼（鋼芯鍍銅）。

（3）鋁合金

在純鋁中加入其它金屬或非金屬元素不僅仍能保持純鋁的質輕、塑性好以及抗腐蝕的基本性能，還可以通過合金化讓鋁合金獲得良好的綜合性能。在我國的第一套、第三套（1角）這樣的小面額硬幣中就用到了鋁鎂合金這種材料。

鋁鎂合金的密度較小，鎂元素的加入起到了固溶強化的作用，在提高合金具的塑性的同時也可讓其強度提高。不過鎂的含量也不是越多越好，過量的鎂會讓合金的塑性降低，不利于硬幣制造后期的壓力加工。

除了鋁鎂合金之外，1999-2004年發行的1角硬幣，還使用了鋁鋅合金。

（4）鋼

曾經，我國用鎳銅合金鑄造1元硬幣。但隨著經濟發展，硬幣需求量變大，而銅、鎳資源緊缺，最后就放棄使用鎳銅合金，改用不銹鋼芯鍍鎳。鋼芯鍍鎳硬幣，不但生產成本下來了，而且更耐腐蝕、耐磨損。

五角硬幣也從銅鋅合金改為鋼芯鍍銅，一角硬幣從鋁合金改為不銹鋼。因此，目前我國流通貨幣，已經主要是鋼材質了。

這次1元紙幣改硬幣，網上有人猜測是不是為了消耗鋼產量，這就高估了硬幣的流通量了。但是，硬幣材質鋼化，與鋼產量節節攀升、價格低廉不能說沒有關系。

寫在最后

相信隨著材料的發展新的硬幣也會隨之出現，也許某天你手里的硬幣不再是由金屬制造，具體會是什么，你說呢？

本文由材料牛鋼鐵俠供稿，材料牛編輯整理。