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等洋务派实力人物的努力下，清政府中枢对铁甲舰的兴趣大增，在海军建设方面表现出了异乎寻常的坚定决心。1880年5月13日，已升任驻德公使的李凤苞向国内报告了英国拒绝出售两艘铁甲舰的消息后，清廷中枢在短时间内便做出反应，发五百里密谕通知李鸿章“当此筹办海防之际，不能因前议无成，遽尔中止，著照李鸿章所议，查照新式，在英厂定造铁甲二只”，特别命令在德国具体承办寻购事项的李凤苞“速行定议，早日造成，不可耽延时日”，并着重强调“尤当悉心酌度，认真经理，以期适用，毋为洋人所绐，虚靡巨款。”
受知识局限，传统科举出身的李鸿章虽然在近代海军建设这个领域里经历有年，但对于新式铁甲舰究竟应该是个什么样子并不清楚，在购买要求上只是含糊提出必须价廉物美，吃水不能超过20英尺（6米）以适应当时中国的港口条件等几条简单的标准，寻购新式铁甲舰的具体任务落在李凤苞和徐建寅的肩上。
李凤苞在国内时即对近代军事技术有所涉猎，出国之后特别是受李鸿章之命寻购铁甲舰后，更是利用便利的条件，大量自学了近代造舰和海军知识，期间曾担任中国第一批海军留学生监督，与日后的中国海军主要将领林泰曾、刘步蟾等均有交流。
为辅助李凤苞访购铁甲舰，洋务运动时代中国著名的科学家徐建寅在创建山东机器局大功初成后，即经李鸿章推荐，被任命为驻德使馆二等参赞，前往德国协助李凤苞购买铁甲舰。1879年10月25日，徐建寅乘坐法国“扬子”号商轮由上海出发，踏上前往德国的旅途。此后将近5年的时间里，徐建寅的足迹遍及英、法、德等国，期间写下的日记成为我们今天考察“定远”级军舰订购、建造过程情况的珍贵资料。
19世纪后期的欧洲，传统的海军大国主要有英、法等国，另外新兴的德国挟普法战争胜利之势，也在努力发展武备，着意建设海军。根据李鸿章的指示，李、徐二人以走访形式主要调查了英、德两国的新式铁甲舰和船厂。
作为新崛起的海军国家，德国的造舰技术在当时世界并不突出，此前各国外购军舰大都寻找传统海军强国英、法等国，没人会对海军尚弱的德国投以青眼。这次突如其来的中国订单无异于天赐的宣传良机，德国政府因此高度重视，接下订单造出军舰，不仅意味着德国军舰出口史上零的突破，而且无疑这全新的铁甲舰将会成为当时亚洲霸主中国海军的主力，其带来的广告价值是不言而喻的，因此德国人尽量给两位中国特使留下深刻的印象。德国伏尔铿造船厂、西门子公司、克虏伯公司、刷次考甫鱼雷厂、毛瑟枪厂等军工企业异常热情地邀请、接待了来自中国的访问者，在徐建寅的日记中有大量篇幅用于记载对这些厂访问的过程，大到工厂规模，小到工艺流程，乃至工人的薪水多寡，日常饮食内容都有详细记录。考察德国海军基地基尔军港时，装饰极其豪华考究的德国皇帝威廉一世的御用座舰“荷恩初良”号破天荒地悬起外国国旗——黄底青龙旗，提供给中国使者乘坐使用。在军港里，徐建寅第一次见到了将来要成为中国铁甲舰母型的德国最新式铁甲舰“萨克森”，陪同参观的基尔军港司令更是不厌其烦地向中国使者讲解铁甲舰的设计规则和作战要领，并反复强调当时海军战术的一条准则“总之迎敌时只有炮口向前，必不至恰受敌击也”。当然这位德国将军肯定不会忘了自己国家的生意，在向徐建寅一一介绍自己的妻子儿女同时，对于德国的新式铁甲舰“萨克森”大加溢美。
与热情洋溢的德国不同，英国人让中国的两位使者颇感失望。徐建寅等提出参观建造中的中国巡洋舰“扬威”、“超勇”的要求，竟然被英方蛮横地拒绝，为“扬威”、“超勇”两艘军舰折腾地精疲力竭的英国人武断地认为，这些中国人是来挑刺的。之前因阿思本舰队、蚊子船、土耳其铁甲舰，以及赫德争夺中国海军控制权等问题本就使得中国人，特别是坚持“权操自我”原则的李鸿章对英国充满戒心，迎面的这盘闭门羹更加大了他对英国的抵触情绪。未向英国人表示任何购买新铁甲舰的意向，中国特使便匆匆返回了德国。中国与德国签订了建造第一艘铁甲舰的合同之后近一个月，英国方才知悉消息，一向不可一世的英国人不得不对中国的外交及工程技术人员刮目相看，然而悔之已晚了。“年轻的中国外交官已在国际交往的实践和学习西方近代科技知识的过程中，逐渐成熟起来，利用学得的专业知识和出使欧洲的有利地位，成功绕开帝国主义在华势力的束缚和限制，独立地按照本国要求，在国际市场上选购先进军事装备，这反映了中国人对于西方军事技术的了解已经达到了一个新的阶段。”（姜鸣 “定远”和“镇远”铁甲舰述略，《船史研究》）
1880年12月2日上午7点，李凤苞依据德国海军部的标准，与伏尔铿造船厂草签了定造第一艘铁甲舰的合同，造价620万马克。8天后，借一艘新船下水仪式，伏尔铿造船厂邀请德国海军司令以及中国特使徐建寅等参加宴会，席间，徐建寅即兴致祝酒辞，谓“……今我中国拟在伏尔铿船厂订造一船，足证我国与德国交谊之厚。尤愿伏尔铿厂用心制造，成此利器，俾将来中国武备之声名洋溢四海，而思以此船为始基……”，踌躇之志溢于言表，今日读来仍令人激动不已。次年1月8日，第一号铁甲舰定造合同正式签约，4个月后，1881年5月23日，中国向德国定造第二号铁甲舰。8月22日，第一号铁甲舰被李鸿章命名为“定远”，英文名称Ting Yuen；10月9日，同型的第二号铁甲舰被李鸿章命名为“镇远”，英文名称Chen Yuen，中国海军的新时代悄然来临了。
关于这级新式铁甲舰的技术概况，徐建寅在当时的日记中称：“现在中国拟造之船，议仿‘英弗莱息白’及‘萨克森’之制，集二者之长，去二者之弊……似可列于当今遍地球第一等铁甲船……”。从后来的实际情况看，“定远”级军舰很大程度上采用了德国“萨克森”军舰的设计，在此基础上又加入了英国“英弗莱息白”军舰的一些优秀设计以及中国工程技术人员自己的创新思想，其吨位属于大型的一等铁甲舰，其先进程度无愧于当时亚洲第一巨舰的盛赞。
由英国著名舰船设计师巴纳贝（Barnaby）设计的“英弗莱息白”（Inflexble）号军舰，在战列舰发展史上有着里程碑式的重要地位，是当时英国“式最新、甲最厚、炮最大”的铁甲舰。李凤苞、徐建寅在英国船厂吃了闭门羹后，曾到朴茨茅斯参观过这艘当时尚未完工的军舰。
“英弗莱息白”之特别，主要在于它的防护形式和主炮布置方法，而这2点均影响了后来中国“定远”级铁甲舰的设计。“英弗莱息白”摒弃了当时铁甲舰上大量使用的水线带装甲，变包裹全船的水线带装甲为集中防御的“甲房”，在军舰中部重要部位用厚达508～609毫米的装甲围出一个长33。5米、宽22。9米的防护空间，军舰上的要害部门如主炮塔、驱动主炮塔的旋转机构、弹药库等均保护再其中，这种革命性的设计在当时称为铁甲堡。在****铁甲堡之外，军舰的前后各敷设了厚度为3英寸的装甲甲板，用这种低于水线的装甲甲板取代了直立的装甲。这些设计既使军舰上的要害部位得到集中防御，又因为取消了沿水线装备的垂直装甲，因而大大减轻了军舰的重量，优化了军舰的机动性。
“英弗莱息白”的主炮采用的是当时令世界震惊的16英寸（406毫米）巨炮，4门巨无霸火炮分装于军舰中部2座双联船面旋台式炮塔内。所谓船面旋台，就是用装甲围成圆形的炮台，顶上铺设平甲，类似钢铁的“罐头”，“罐头”里面安装火炮。炮台下方装有一套复杂的旋转机构，通过转动整个炮台，从而让炮台里的火炮可以四面射击。其基本特点就是炮随台动，即火炮本身不动，随着炮台转动而动。“英弗莱息白”的另一大设计特点就来源自这两座炮塔，和最初的船面旋台铁甲舰将炮塔沿军舰的中线前后布置不同的是，自意奥利萨海战之后，船头对敌的战术成为各国海军的潮流，沿中线布置炮塔的设计在当时被认为无法使各个炮塔内的火炮同时转向舰首或舰尾方向射击，“患前后不能互击”，不符合船头对敌的基本战术要求。“英弗莱息白”针对此进行了改良，将炮台设计为对角线布局（或称斜连炮台），2个旋台错开一定角度，并列在军舰中部。采用这种布局，可以使2座旋转炮台能同时向舰首舰尾方向开火，而且可以将舱房布置在两舷之中，不用担心其会遮挡住火炮的射界。这一极具特色的设计让“英弗莱息白”名噪一时，不久之后，中国的“定远”级铁甲舰上便引用了这项当时被认为非常成功的设计，将2座装备了4门305毫米口径克虏伯巨炮的炮塔按对角线布局。
与“英弗莱息白”一样，德国的“萨克森”（SACHSEN）也属于当时世界上最新式的铁甲舰。防御上同样使用了先进的铁甲堡设计。
“萨克森”的特别之处同样在于它的炮塔样式。英国“英弗莱息白”使用的船面旋台尽管相对于船腰炮房先进得多，但仍存在大量不足，李凤苞曾直接指出这种设计的几个主要缺陷：首先，船面旋台是连炮带台一起转动的，炮台本身厚厚的装甲就已经很重，再加上炮台里面大口径巨炮的重量，使得整个旋台过于笨重；其次，为转动笨重的旋台，在炮台下设有一套非常复杂的液压、齿轮传动装置，整套设备过于繁琐，操作稍有不慎，就容易造成故障。而因为旋台本身的自重过大，一旦液压驱动装置出现问题，采用人力转动炮台会非常困难；再次，为获得较强的生存力，炮台采用的是“闷罐”式设计，这样确实可以抵挡飞来的炮弹，但是火炮发射后造成的烟雾却不太容易消散，往往发射完一发炮弹，还得等炮塔内的烟雾散尽才能再进行装填瞄准，火炮的射速大受影响。而且安装在这种封闭式炮塔内的火炮虽说因为随炮台一起转动，周向射界大大增加了，但是炮塔上的炮门比较狭小，火炮的俯仰角度受到了限制，不利于攻击高处和远处的目标。而“萨克森”采用的是一种相对比船面旋台更为先进的炮塔样式，即露台旋炮，又称露炮台。其主要特征是炮台不动而炮动，和船面旋台一样，露炮台也是用装甲围成炮台，不过这种炮台的高度仅以保护火炮炮架为限，而且炮台还是和舱面连为一体，固定不能转动的，一般被称为装甲围壁或胸墙。火炮安装在固定的炮台里面，这样转向时只要转动火炮就行了，不用管那厚厚的装甲围壁，大大减轻了旋转机构的负担。而且早期的露炮台正如它的名字一样，上部是完全敞开、露天的，瞄准、观察的视野都比较开阔，火炮的俯仰角度可以调得比较大，也不会出现火炮发射后硝烟无法散去的问题，因为炮台本身是和舱面相连的固定装甲围壁，更避免了船面旋台“弹著旋缝”的弊病。
尽管“萨克森”军舰在炮台设计方面引入了先进的露炮台样式，但保守的德国人却在军舰中部设置一个落后过时的船腰炮房，“萨克森”级军舰的6门主炮只有2门安�