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先秦青铜合金配比_[#第一枪]

发布时间:2021-06-07 14:36:38 阅读: 来源:餐桌厂家

(摘自张宏彦著《中国考古学十八讲》,陕西人民出版社2008年11月1版1印,447-450页)

至少在商代后期,人们已经掌握了一定的青铜合金配剂法了,即根据需要在铸造不同的铜器时加入不同剂量的锡或铅,以得到不同强度和硬度及韧性的青铜器。约成书于战国时期的《周礼·考工记·六齐》,是世界最早的青铜合金配比文献:“金有六齐(剂)。六分其金而锡居一,谓之钟鼎之齐。五分其金而锡居一,谓之斧斤之齐。四分其金而锡居一,谓之戈戟之齐。三分其金而居一,谓之大刃之齐。五分其金而锡居二,谓之削杀矢之齐。金锡半,谓之鉴燧之齐。”现依陈梦家先生的解释①列表如下:

从20世纪20年代起,许多学者就开始对商周青铜器的合金成分及《周礼·考工记·六齐》的科学性进行了研究。近年来上海博物馆的吴来明先生对已发表的40多份国内外文献、涉及626件各类青铜器的定量分析数据进行了总结性研究②。

实验表明,钟体中含锡量低于13%-14.8%时,音色最佳;同时加入少量的铅(小于3%),则可加快声波衰减,便于成套演奏。含锡量太高则钟体强度和韧性不够而易碎;含铅过量则音色恶化③。考古发现的钟鼎之类的锡青铜礼器合金配比,至少从商晚期到战国相当稳定,锡的平均含量保持在 14%-16%,同“钟鼎之齐”基本一致。如著名的司母戊鼎的合金比例是:铜84.77%、锡11.64%、铅2.79%。若把锡和铅加在一起则共占 14.43%,大体与“钟鼎之齐”相合①。又如对战国时期著名的曾侯乙编钟进行检测得知,钟体合金成分中锡占12.5%-14.6%,铅为1%-3%。这个配比也与“钟鼎之齐”大体相合。

斧、锛、锄、镬等工具和农具,在使用中要触硬物、遭磨损、受冲击。因此要求材料有好的综合机械性能,即强度和硬度高,耐磨性好并有足够的韧性。“斧斤之齐”的合金配比锡为16.67%。研究表明,这样的锡青铜具有最大的强度(35Kg/mm2)较高的硬度(约HB165)和一定的塑性,是符合工具类器物的使用要求的。检测表明,中原地区斧斤之类的工具的合金配比,到商晚期,锡含量平均达到16.50%,并在中原地区一直保持到春秋战国时期。这与《考古记》的“斧斤之齐”基本一致。

戈、戟、矛、刀、剑、矢等兵器,都需要良好的综合机械性能。若分类考察,矢镞类的远射兵器需要的硬度高些,而剑、刀、戈戟等劈砍、勾刺兵器则同时需要较高强度和韧性,使之不易折断。《考工记》中的“戈戟之齐”锡含量高达20%,而实际检测商周时期的绝大部分戈戟的平均锡含量都低于14%;西周剑的锡含量均小于14%;商中晚期的刀和东周绝大部分剑及商周时期的镞的含锡量均与“斧斤之齐”相当。这样的配比材料塑性较高,与现代铸钢相当;强度也较高,仅硬度略低,符合以强度和韧性为首要条件的刀、剑、戈、戟之类兵器的要求;而镞类器虽然要求硬度高,以利射入目标,但作为一种大量消耗的兵器,只要能保证一定的机械性能,没有必要加大锡的消耗量。因此,商周时期青铜兵器的化学成分完全符合使用要求,但与《考工记》中的“戈戟之齐”锡占20%、“大刃之齐”锡占25%、“削杀矢之齐”锡占28.57%的配比相差甚远。

鉴燧是指照面的铜镜和聚光的阳燧。因此要求表面光滑,色泽白亮;作为日用品,又要求有一定的强度和韧性。《考工记》中鉴燧合金中锡含量高达50%,这样的合金的颜色呈银白色,并有很高的硬度,但材质极脆,一碰就碎,磨削时易落屑,很难加工成光滑的镜面。实际检测考古发现的铜镜表明,西周晚期到春秋时期的铜镜合金配比尚处于低锡阶段;从战国直到隋唐,痛经的合金配比一直保持在锡22%-25%、铅6%左右。实验表明,这样的配比同样具有近灰白的颜色,具有较好的磨削性能;加6%左右的铅利于降低熔点以便铸出精美的背纹。因此,“鉴燧之齐”中的锡含量偏高,与实际制作的标准不符。

综上所述,在长期的生产实践中,至少到了商代后期,已基本形成了初步青铜合金的配比法则;经过西周时期的进一步总结完善,到了春秋战国时期,冶铸匠师们已真正掌握了各种青铜的性能,并能在实际生产中随意应用了。《周礼·考工记·六齐》,虽成书于战国时期,但实际上,“六齐”是对商周以来青铜合金配剂法的总结。其中,钟鼎、斧斤之剂的记述是基本正确的,但兵器和鉴燧的配比记述却与实际成分有较大的差别。

P448

①陈梦家:《殷代铜器》,《考古学报》1954年第7期。

②吴来明:《六齐、商周青铜器化学成分及其演变的研究》,《文物》1986年第11期。

③叶学贤:《化学成分、组织、热处理对编钟声学特性的影响》,《江汉考古》1981年第1期。

P449

①杨根等:《司母戊大鼎的合金成分及其铸造技术的初步研究》,《文物》1959年第12期。

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