巴蜀带斑纹兵器的锈蚀产物分析及机理探讨

带斑纹兵器是巴蜀兵器的一大特色。由于表面有斑纹的青铜兵器锈蚀与一般青铜器锈蚀有所不同,必须针对其特殊性进行锈蚀机理的研究,才能对症下药,达到有效保护的目的。应用矿相分析、SEM EDS、XRD等分析手段对几件巴蜀带斑纹兵器表面与截面锈蚀产物进行分析,并与非斑纹锈蚀进行比较;对斑纹与非斑纹的锈蚀机理进行探讨。分析结果表明,斑纹的锈蚀产物主要是SnO2,其在兵器斑纹表面形成钝性保护膜,防止其进一步腐蚀,对斑纹下面的基体有一定的保护作用。非斑纹层锈蚀向斑纹层下面的基体扩展,膨胀是造成斑纹层凸起甚至脱落的主要原因,对斑纹兵器保护的关键是控制非斑纹层锈蚀的进一步发展。     

巴蜀青铜兵器表面“虎斑纹”的考察、分析与研究

巴蜀青铜器是巴蜀文化的重要组成部分,其中巴蜀青铜兵器除了有其独特的形制、巴蜀符号以外,在其表面还常见一些精美奇特的斑纹。这些斑纹呈现银色或黑色,俗称“虎斑纹”(图一、二)。对这种斑纹的成分、结构及其工艺原理目前尚缺乏研究。下面介绍作者近期对“虎斑纹”的一些研究成果,供研究者参考。一带斑纹兵器的考察在有关文物考古单位大力协助下,对巴蜀青铜兵器,尤其带斑纹兵器进行了调研。考察的单位有成都市文物考古研究所、成都市博物馆、彭州市博物馆、什邡市文物管理所、四川省文物考古研究院、重庆市考古研究所、涪陵文物管理所、忠…     

磷——巴蜀式青铜兵器中特有的合金成分

巴蜀文化是四川地区殷周以来形成的一种地方文化。在巴蜀文化中,地方特色很浓厚的青铜兵器是很有代表性的,它在形态、纹饰、捆扎技术,使用方法等方面都与中原地区同一时代的青铜兵器截然不同。为了研究和探讨巴蜀式青铜兵器的冶炼和铸造技术,我曾对1976年在绵竹县清道乡出土的战国晚期的巴蜀式青铜剑,进行了合金成分的分析。分析的结果除了具有青铜器应有的主要合金成分——铜、锡、铅外,在微量成分中,还发现了磷元素。这是在中原地区出土的同时代的青铜兵器中,尚未见到的合金成     

山东新泰出土东周青铜复合剑制作技术研究

为探讨东周青铜复合剑的制作技术,采用X光探伤、CT、XRF、金相分析等方法,对出土于山东新泰周家庄战国早期齐国墓的2把青铜复合剑进行了内部结构、制作工艺、合金技术、金相组织等方面的研究.结果表明:2把青铜复合剑均采用低锡合金和高锡合金两种材料复合而成.在检测分析的基础上,讨论了新泰出土的2把青铜复合剑与吴越特色青铜复合剑制作技术上的差异:在结构上,低锡区设置在剑脊的两侧,其截面结构呈现多种形式,与高锡区铸接,浑然一体;在成分上,低锡区含锡量仅为4％,具有锡青铜最佳的延伸率.结合青铜复合剑剑柄的特色,认为虽然新泰出土复合剑的内部结构与已研究的吴越特色青铜复合剑有明显差异,但制作理念应是一脉相承的.     

鄂西发现一批周代巴蜀青铜器

近年来,在鄂西境内的长江及其交流清江流域附近进行文物普查和考古发掘时,发现了一批巴蜀青铜器。所出土的铜器按器物的用途可分为:兵器、乐器、容器等。其中尤以青铜兵器、乐器出土较多。现择其几件铜器简介如下。扁茎无格柳叶形剑又称“巴蜀武”剑。在湖北的宜昌、恩施、襄阳等地均有出土。而以鄂西出土数量最多。其中宜昌的当阳、枝江、长阳、秭归以及恩施等地发现的剑又多于其他地区。这种剑是巴蜀兵器的主流。例如1973年——1975年枝江建省化肥厂     

洛阳唐城花园西周贵族墓出土部分青铜礼器的科学分析与研究

本文对洛阳唐城花园西周贵族墓出土的11件青铜礼器进行了金相组织、扫描电镜能谱(SEM-EDS)成分分析、离子体发射光谱法(ICP-OES)化学成分分析。结果显示该批青铜礼器合金类型为锡青铜和铅锡青铜,锡青铜为主体;金相组织除典型的铸造组织外,还发现受热均匀化及退火组织。综合研究表明,这几件青铜容器曾经过加热,应为实用器。     

城坝遗址M45出土一组乐器的分析研究

本文对四川渠县城坝遗址出土的錞于、钲、钟一组青铜乐器做了相关分析,研究发现:这组乐器属铜锡铅三元合金,錞于、钟含有微量砷;均采用范铸法分批、分部件浇铸而成,各部位合金比例不尽相同,錞于的合金比例差别较大。通过微痕信息观察,器身上的部分巴蜀符号为刻划成型而非铸造;器物用途可能仅为陪葬品而非实用器。     

城坝遗址M45出土一组乐器的分析研究

本文对四川渠县城坝遗址出土的錞于、钲、钟一组青铜乐器做了相关分析,研究发现:这组乐器属铜锡铅三元合金,錞于、钟含有微量砷;均采用范铸法分批、分部件浇铸而成,各部位合金比例不尽相同,錞于的合金比例差别较大。通过微痕信息观察,器身上的部分巴蜀符号为刻划成型而非铸造;器物用途可能仅为陪葬品而非实用器。     

鎏锡——铜戈上圆斑纹的制作工艺

在新都战国木椁墓的腰坑中,发掘出188件青铜器,其中青铜戈30件。按形制这批青铜戈,又可分成四式,其中Ⅱ式5件。这5件青铜戈,圆穿较大,内穿略呈橄榄形。援长11.5厘米,丙长8.5—10.0厘米,阑宽10.5—15.5厘米,通长25—50厘米。援上铸有规律的直径为2.6—4.5厘米的圆斑纹和半圆斑纹,呈现银白色。这种圆斑纹和半圆斑坟与巴蜀式铜兵器上的虎皮斑纹切然不同,它不像虎皮斑纹那样,在青铜兵器的背脊和援面上呈现不规则的小块凸起,而是与棱面和背脊几乎一样平,有些圆圈纹和半圆圈纹像书法艺术中所称的沙笔,在一定     

东下冯遗址冶铸遗存研究

本研究对东下冯遗址出土的17件第三期冶金遗物进行了金相和扫描电子显微镜-能谱分析。其中1件附渣冰铜块的检测表明该遗址的铜有独立于锡、铅料的来源。熔铜渣及铜块的分析表明第三期时已经使用锡青铜,同时还有铅青铜、铅锡青铜、砷铜等合金种类的应用。青铜合金通过向红铜中添加锡、铅物料(可能含砷)得到,与二里头等遗址类似。     

东周青铜复合剑制作技术研究

东周时期,吴越出现了一种奇特的青铜复合剑,剑的中脊和两刃是用两种不同成分的青铜铸接而成。为充分了解青铜复合剑的制作,对上海博物馆馆藏的4把青铜复合剑残剑进行了分析,通过X-射线荧光能谱仪分析残剑的剑刃和剑脊的成分,金相显微镜分析剑刃和剑脊的组织,发现中国古代工匠采用低锡青铜制作韧性好的剑脊,高锡青铜制作强度和硬度高的剑从,通过榫卯结构以铸接法将剑脊与剑从结合成一体,得到刚柔兼具的青铜复合剑。在测试分析的基础上进行模拟实验,先以陶范铸造法铸造出两侧带榫头的青铜剑脊,剑脊的成分采用88％铜、10％锡、2％铅的低锡青铜;然后将青铜剑脊置入铸造剑从的陶范内,两侧的榫头伸入陶范型腔中,剑从的成分采用78％铜、20％锡、2％铅的高锡青铜,当剑从凝固时产生的收缩使剑脊和剑从牢固地结合成整体,再分1次或多次以铸接法铸上剑格、剑茎、剑箍和剑首,成功地复制了青铜复合剑,再现了东周时期青铜复合剑的制作工艺。     

METALLURGY OF BRONZE USED IN TOOLS FROM MACHU PICCHU,PERU*

Although the tin‐bronze artisans’ tools found at Machu Picchu appear to have been cast to their final shape, examination of their microstructures shows that they were forged and annealed. As found, the tools were broken or cracked due to poor ductility of the bronze. Rolling and annealing of samples of bronze formulated with sulphur and iron additions to replicate the metal used at Machu Picchu show that the minimum amount of deformation needed to induce the observed recrystallization is a 12% reduction in thickness. The sulphur and iron impurities retard nucleation of new grains during annealing, but do not inhibit subsequent grain growth. Tensile tests show that while up to 10% porosity in cast bronze has no effect on hardness or initial strain‐hardening rate, it reduces the tensile strength and ductility enough to embrittle the metal. Hardness is an inadequate indicator of the strength properties of cast bronze intended for use in tools or weapons. The results show that when the metalsmiths at Machu Picchu started making bronze tools for use by stone and woodworkers, they had not mastered the art of making metal with adequate strength properties for this service. The forging and annealing procedure they used did not enhance the mechanical properties of their tools, and may reflect an inherited metallurgical tradition.     

故宫符望阁内檐装修金属构件材质与制作工艺的科学分析

为探究乾隆时期清宫内檐装修用掐丝珐琅与铜鎏金构件制造的传统工艺及其科学性,本研究采用金相显微观察、扫描电镜能谱分析等方法,对故宫符望阁建筑内檐装修用掐丝珐琅和铜鎏金构件的金属部分进行了分析.实验结果显示,掐丝珐琅构件的金属部分使用纯铜材料焊接而成,所用焊料为不同配比的Cu-Zn-Sn合金,而铜鎏金构件使用黄铜材料铸造而成,并在表面錾刻出纹饰,这两类构件金属部分表面都曾进行过传统鎏金处理.依据以上分析总结出的这两类构件的制造方法与流程,与文献或相关研究记录的清代传统技术相符,还可为进一步的保护工作提供一手的资料与重要的依据.     

明代铜镜科学考察

通过对部分明代铜镜的科学分析,了解到明代也使用过与战国汉唐成分相近的合金来铸镜;除了锡汞齐外,此时还使用了铅汞齐和铅锡汞齐来开镜或磨镜。     

汉代铸造铸钱金属范之陶范的分析研究

汉代的铸钱遗址中出土了大量铸造铸钱金属范的阳文陶范,阳文陶范既反映出了铸造金属范时的铸型,又可看出所铸造的铸钱金属范的铸型.为揭示铸钱金属范的铸造工艺及变迁,本工作从铸造工艺角度对阳文陶范进行分析,通过对汉代阳文陶范出土概况的统计,了解了阳文陶范铸型的变迁.以西安相家巷和窝头寨铸钱遗址采集的阳文陶范为基础,对陶范的面层与背层进行了X射线荧光成分分析,在电子探针下对型腔面进行了形貌和成分分析.分析结果表明,阳文陶范分层制作的原因是为了将模上的钱币铭文和形状清晰地复印到陶范上,型腔面的检测不能表明是否使用了表面涂料.     

湖北宜城跑马堤墓地出土铜器的科学分析研究

跑马堤墓地是位于湖北省宜城市郑集镇的一处战国至汉代墓地。该墓地出土了大量青铜器,为研究从战国到汉代青铜器的制作技术变迁提供了系统性的资料。本研究对该墓地出土的部分铜器进行了金相组织观察和元素成分分析。结果显示,战国晚期铜器的材质包括铅锡青铜和锡青铜两类,不同类型功用的器物,在材质的选择上也有所不同;西汉铜器的材质则以铅锡青铜为主,合金元素总量相对于战国晚期铜器要低,而且变化范围较大。整体上,该批铜器主要为铸造成型,但其中有3件汉代青铜容器为锻造而成,这三件锻造铜器均为敞口薄壁器物。研究结果可为汉代以后考古学和金属技术史研究提供资料,并为中国古代金属技术史演进序列的补充完善提供科学数据。     

古铜镜“水银沁”表面形成机理的研究

对加工纯铜、黄铜、锡青铜和铸造高锡镜青铜样品的基体及“磨镜药”处理前后表面进行检测,发现在磨镜处理时,“磨镜药”中的Sn原子通过Hg的作用首先以置换方式扩散渗入铜材表面的α固溶体中,当Sn元素浓度达到饱和时,将首先在晶体缺陷处生成Cu41Sn11新相并逐渐长大,使表面形成“水银沁”富锡层。富锡层逐渐氧化生成致密的、显微晶态的SnO2膜。此即古铜镜“水银沁”表面的形成机理。     

Application of tin to ancient pottery

It has earlier been assumed that the tin cover found on certain antique vases has been attached as a thin foil. In this paper it is shown that the metal may simply have been applied by an immersion technique. Before dipping into the tin melt the pottery must be treated with an adhesion promotor. Animal glue which was known as a binder in ancient times has been found to be useful for the surface treatment.     

Did China Import Metals from Africa in the Bronze Age?

The origins of the copper, tin and lead for China's rich Bronze Age cultures are a major topic in archaeological research, with significant contributions being made by archaeological fieldwork, archaeometallurgical investigations and geochemical considerations. Here, we investigate a recent claim that the greater part of the Shang‐period metalwork was made using metals from Africa, imported together with the necessary know‐how to produce tin bronze. A brief review of the current status of lead isotopic study on Shang‐period bronze artefacts is provided first, clarifying a few key issues involved in this discussion. It is then shown that there is no archaeological or isotopic basis for bulk metal transfer between Africa and China during the Shang period, and that the copper and lead in Shang bronze with a strongly radiogenic signature is not likely to be from Africa. We call for collaborative interdisciplinary research to address the vexing question of the Shang period's metal sources, focusing on smelting sites in geologically defined potential source regions and casting workshops identified at a number of Shang settlements.