祥云地区出土铜器pXRF成分分析——昆明夷铜器工艺类型初探

为探究滇西地区青铜文化及相关铜器的制作技术,本研究使用便携式X射线荧光光谱(p XRF)对滇西祥云县大波那墓地、检村石棺墓和红土坡古墓群出土357件铜器进行了成分分析。结果表明,p XRF可在无损、原位的情况下,基本做到铜器合金成分的定量分析。铜器材质均以红铜和锡青铜为主,铅锡青铜和砷铜居少量。三处墓地铜器Sn、Pb配比模式高度一致。铜矛、铜剑等兵器中出现少量高锡青铜。这些现象反映出祥云地区各时期铜器的制作工艺高度一致,可称之为昆明夷铜器工艺类型。大波那墓地铜器基本不含铁,其余墓地存在较多高铁铜器,大波那地区的先民应该采用了不同的冶炼技术。砷铜全部出自红土坡古墓群,初步推测晚期墓葬出现的砷铜乃至砷铜工艺很可能是沿着"半月形文化传播带"由西北地区传入祥云地区的。     

云南祥云县检村石棺墓出土铜器的初步研究

为研究滇西地区青铜文化及相关铜器的制作技术,本研究采用扫描电镜和金相分析的方法,对云南祥云检村石棺墓出土的17件样品进行取样分析,结果表明祥云检村石棺墓出土的铜器以红铜为主,少数为Cu-Sn合金。这些器物的制作工艺主要是铸造、铸后冷加工等,制作工艺相对单一。3件编钟均为Cu-Sn合金,并且锡成分具有等比递增的现象。兵器矛经过鉴定后说明由于墓主身份的不同,随葬的矛也有实用器和随葬器两类。农具锸和工具锥和凿的鉴定表明有冷加工或使用过的痕迹,可能曾是实用器;而农具锄经鉴定并没有在农作中使用过,仅作为随葬品,进一步证明随葬铜锄是青铜时代滇西地区的一种丧葬习俗。分析表明,当时已根据不同器物的用途进行了不同的制作和加工。本研究结果对研究滇西青铜文化及金属技术有一定的意义。     

陕西临潼新丰秦墓出土青铜器的初步科学分析研究

本文采用金相显微镜、扫描电镜及能谱仪对陕西临潼新丰秦墓出土的青铜器进行了科学分析。结果表明,新丰铜器的成形工艺包括铸造和锻造两种,但以铸造为主;铸造铜器的材质以高合金量的铜锡三元合金为主,而锻造铜器则为低铅青铜;铜垫片为热锻而成,材质为铜锡二元合金或低合金量的铜锡铅三元合金,明显不同于器物基体。根据这一结果,并结合已有的研究成果,对新丰秦墓出土铜器的技术特征进行了讨论。本文的研究结果为全面揭示战国晚期秦国乃至秦代的青铜器制作技术提供了重要的信息资料。     

贵州银子坛墓地出土铜锡器的初步分析

为研究黔西地区铜器时代金属制作技术及水平,本文采用金相显微镜和扫描电镜,对贵州银子坛墓地出土13件铜器和2件锡器进行了金相观察和化学成分分析,发现中水银子坛墓地出土的战国到西汉时代的铜器,有红铜、锡青铜和铜锡铅合金多种材质,而锡器有纯锡器以及锡铅合金,合金配比已具有一定的水平。制作技术有铸造和锻造工艺,并能应用冷热加工技艺。本文对研究古夜郎地区金属器的制作技术有一定的价值。     

甘肃玉门火烧沟四坝文化铜器的科学分析及相关问题

本文对甘肃玉门火烧沟遗址出土的67件铜器进行了科学分析,结果显示:其材质以红铜和锡青铜为主,有少量砷青铜、铅青铜、铅锡青铜等;成型工艺有铸造和锻造两种,前者略多;耳环多为锡青铜,热锻成型;而铜锥、铜斧等工具则多为红铜,制作以铸造为主。现有研究成果显示,河西走廊地区四坝文化铜器技术的发展早期阶段以红铜和青铜为主,砷铜或含砷青铜占有一定比例,晚期阶段以锡青铜为主。依据新的考古发现和年代框架,河西走廊地区早期冶金技术的出现和早期发展,显示了来自欧亚草原地区的影响,但不同时期文化交流路线以及影响的广度和深度并不相同。     

北京延庆西屯墓地出土汉代铜器的科学分析

延庆西屯墓地出土的汉代铜器对于了解北京地区汉代铜器文化特征、制作技术以及与周边地区的相互关系,具有十分重要的意义。为进一步揭示该批铜器包含的科学信息,本文对其进行了科学分析检测。结果显示,西屯墓地出土铜器的材质以铜锡铅三元合金为主,仅两件铜盆检测为铜铅二元合金、一件铜带钩为铜锡铅砷四元合金,且三类材质的合金化程度较低。除铜镜外,铜器的合金成分与器物类型之间没有明显关系,可见其青铜技术逐步衰退。多数铜器为铸造而成,根据器物的需要,还在局部采用热锻、热锻后冷加工等加工方式,说明当时的工匠已经能够根据需要应用相关技术。     

昆明呈贡天子庙和呈贡石碑村出土铜铁器的科学分析

为了解中国古滇地区铜铁农具、兵器和工具的制作工艺,采用金相显微镜组织观察和扫描电子显微镜分析的方法,对昆明呈贡天子庙和呈贡石碑村出土的战国至西汉时代11件铜器和2件铁器样品进行分析。分析结果表明,铜器的材质有红铜和铜锡合金两种,相同的器物有较稳定的化学成分。铜器中农具、兵器和工具为铸造制作而成。2件铜柄铁刃剑的材质为亚共析钢,作为兵器,具有优良的性能。本研究成果对进一步研究古滇地区铜铁器具的工艺技术有一定的价值。     

偃师商城铜器及冶铸遗物的科技分析研究

本文以偃师商城出土铜器及冶铸遗物作为主要研究对象,从金相组织、合金成分分析两个方面,探讨了偃师商城遗址铜器合金配比情况、制作技术特点以及矿料来源等相关问题。金相组织分析显示这些铜器仍然以铸造成形为主,但工匠已经掌握了多种冷热加工技术,锻造样品组织均匀,此时已有较成熟的锻造工艺。容器都是铸造成形的,但工具及兵器制作选择并没有显示出规律性,铸、锻皆有,可能尚未形成对某一类产品的固定加工模式。合金技术分析显示偃师商城遗址继承了二里头时期工具兵器重锡的配比技术,且得到进一步的发展与改善。冶铸遗物分析显示偃师商城遗址存在铸铜行为,小件铜器在本地制作的可能性较高。     

楚地南缘战国铜器的技术与传统

本文对郴州地区战国铜器的冶金分析进行系统介绍。根据成分和金相组织分析,郴州地区铜器的合金与制作技术与楚地其他已有资料显示出较高一致性。同时若干铜器的制作也有不同于以往同类铜器分析之特点。本文指出,分析结果不单丰富了对战国时期楚式铜器制作工艺的认识,楚地不同区域铜工业的地方特点也值得再进一步探索。     

辉县琉璃阁甲乙墓出土铜器的科学分析研究

辉县琉璃阁甲乙二墓出土铜器是研究东周时期铜器文化特征、制作技术以及与周边列国的相互关系等学术问题的重要资料.为进一步揭示甲乙墓出土铜器包涵的科学信息,本文对河南博物院馆藏部分甲乙墓出土铜器进行了科学分析检测.结果显示,甲乙墓出土铜器的材质以铜铅锡三元合金为主,部分兵器、车马器为铜锡二元合金,两类材质的合金化程度均较高.铜器的合金成分与器物类型之间的关系明显,显示制作者已能根据青铜器的用途而选择合适的制作材料,代表了较高的青铜冶铸技术水平.     

Association for Field Archaeology Members

Abstract

This article is dedicated to Ronald F. Tylecote

Archaeologists and historians of metallurgy have attempted to explain the gradual abandonment of arsenic bronze in favor of tin bronze in the ancient Old world by making comparisons between the mechanical properties of the two bronzes. These comparisons purport to show the superiority of copper-tin alloys over alloys of copper and arsenic, despite an absence of data on the physical properties of the copper-arsenic system. The study reported here presents the results of mechanical tests carried out on experimental samples of both types of bronze over a broad range of alloy compositions. Hardness, tensile strength, and elongation determinations were made on cold worked and hot worked (forged) material. Whereas tin bronzes can be work hardened more extensively than arsenic bronzes, the far greater ductility of arsenic bronze makes it a desirable alloy for the manufacture of thin metal sheet. The widespread use of low-arsenic copper-arsenic alloys in the Americas, especially in the Andean culture area, is attributable in part to the tradition there of sheet metal production in the elaboration of three-dimensional forms.     

咸阳龚西战国秦墓出土铜壶制作工艺研究

咸阳龚西战国秦墓出土的青铜器为研究战国时期秦青铜容器的铸造技术提供了重要实物资料。本文对龚西战国晚期秦墓M8出土的两件铜壶,通过表面观察结合X光摄像考察其制作工艺痕迹,利用金相显微镜、扫描电镜能谱分析等手段开展成分及显微结构分析,揭示两件铜壶壶身及表面装饰的制作工艺、材质特征。结果显示,两件铜壶均为铸造,器底和铜环预先铸好后置于范中,与器身铸为一体。器身和器底均为铅锡青铜(铜锡铅三元合金),但成分有一定差异,镶嵌的装饰金属片为高铅青铜。铜壶的器底分铸工艺和高铅青铜镶嵌工艺为古代青铜器制作工艺研究提供了重要的新材料。     

滇文化与北方地区文化及族群关系研究

滇文化是战国至西汉时期位于云贵高原滇池区域的一支风格独特的考古学文化,以数量众多、特征鲜明的青铜器、金器、玉石器等闻名于世,是中国青铜文化的一朵奇葩。从文化特征来看,既有源自云贵高原新石器时代文化的特征,也有大量来自周边地区如中原、巴蜀、岭南等文化的影响,还有来自更为遥远的欧亚草原、南亚甚至西亚地区的因素,因此滇文化是杂糅了大量其他地区文化因素的一支复合型文化。其中,北方地区的文化因素占据了较为重要的地位,使其显得与周边一些典型农业民族的青铜文化差异较大,呈现出独特的地方特色。     

Collapsing Commodities or Lavish Offerings? Understanding Massive Metalwork Deposition at Langton Matravers,Dorset During the Bronze Age–Iron Age Transition

The discovery of 373 intact and broken tin‐bronze socketed axes accompanied by 404 fragments in four pits at Langton Matravers collectively represents one of the largest hoards found to date in prehistoric Britain and Ireland. They were very probably never meant to be used as axes as the very high levels of tin they contain would have made them brittle. Many were poorly finished, with the majority still containing their casting cores. The axes are typologically dated to the Llyn Fawr metalwork phase (c.800–600 BC) and span the Bronze Age/Iron Age transition, when the production, circulation and deposition of bronze appear to have been substantially reduced throughout north‐west Europe. By placing the Langton Matravers hoard(s) in a broader metallurgical, material and archaeological context, existing theories for this phenomenon, such as the preference for iron, a collapse in bronze supply, or the sharp devaluation of a social or ritual ‘bronze standard’, are evaluated. It is proposed that the Langton Matravers axes belong to a short phase in the centuries‐long processes underlying the changing roles of bronze and iron.     

中国古代青铜器凝固过程的数值模拟及其相关工艺问题研究

本研究引入金属材料科学中成熟的凝固理论,对中国古代青铜器的铸造工艺进行系统研究,发现我国古代青铜器的凝固均属于非平衡凝固。基于这一认知,用ProCAST软件进行青铜合金凝固过程的仿真模拟,在动态可视的层面观察其凝固过程与铸造缺陷位置,进而探索其缺陷形成原因及工匠的处理机制。本研究总结出了我国古代青铜器凝固的4个关键要素——原料制备、温度控制、凝固时间与缺陷机理。基于现代凝固理论的模拟方法的引入,能够用一种全新的可视化、可计算的仿真技术研究我国古代青铜器的铸造工艺,为科学解读我国古代青铜器铸造工艺内涵、反映我国古代金属技术成就提供了重要的数据支撑。     

南诏大理国金属佛像制作工艺初探

为研究南诏大理国金属佛像的制作工艺,对部分金属佛像进行了科学分析,表明制作各种铜佛像时,主要使用失蜡铸造工艺,已使用多种金属元素作为材质,阿嵯耶观音像和其他铜像是以含砷的铜合金为特征,金质佛像的材质主要用金银合金,铸造小铜佛像则采用复杂的合金成分配比。根据铭文和绘画资料分析,这些金属佛像主要是大理本地的工匠制作。     

古代含砷麻江型铜鼓研究

为研究古代麻江型铜鼓的成分、工艺和矿料来源及麻江型铜鼓与遵义型铜鼓的发展源流关系,本研究采用扫描电镜能谱分析、金相显微镜分析和铅同位素比值分析等方法,对所取4面含砷麻江型铜鼓进行分析研究。结果表明其为Cu-Sn-As-Pb四元合金。同时结合文献研究可知,古代麻江型铜鼓中含砷的情况较为普遍,且含量较高。将该4面麻江型铜鼓与含砷遵义型铜鼓进行成分及铅同位素比值对比及地缘、矿产进行相关研究可知,含砷的两种类型铜鼓存在着一定的源流关系,并且含砷的两种类型铜鼓的矿料可能来源于云南文山地区与广西百色地区一带。     

云南个旧黑玛井发现的东汉铜博具

在云南个旧黑玛井古墓群采集的方形铜案应该是东汉时期的博具,该博具明显是当地受汉文化影响产生的.     

古代青铜器修复钎焊用钎剂与钎料的改性研究

锡铅钎料和氯化锌钎剂的烙铁钎焊是传统的工艺方法。由于氯化锌钎剂中含有大量的氯离子,对青铜物的长期保存带来不利的影响。本工作通过对钎剂筛选和复配及钎料的选择,研制了针对青铜物修复钎焊用新型无氯钎剂和含银钎料匹配,并在8种古青铜模拟试样上进行一系列性能测试,结果表明新型无氯钎剂和含银钎料匹配有良好的工艺性、抗腐蚀性、可获得高强度的钎缝。新型无氯钎剂和含银钎料匹配在青铜物修复中应用结果表明,新型无氯钎剂和含银钎料有较好的钎焊工艺,钎焊接头饱满光亮,对于不同时期及不同合金的青铜物具有很好的钎焊性,钎焊后青铜物存放半年,钎焊接头依然保持光亮,焊缝周围没有出现锈蚀物和氧化现象。用新型无氯钎剂替代传统氯化锌钎剂,并且和含银钎料匹配进行古青铜的钎焊是可行的,改良后的钎剂进行青铜物修复过程符合物保护原则,避免了钎剂在钎焊过程中产生的气体对操作人员身体健康的影响。