远古时代的人是怎把铝青铜化学成分成铜水的

青铜时代(青铜器在人类生活中占据重要地位的时代)_百度百科
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?青铜器在人类生活中占据重要地位的时代
[qīng tóng shí dài]
(青铜器在人类生活中占据重要地位的时代)
青铜时代(或称或),在考古学上是以使用为标志的文化发展的一个阶段;因金属具有易腐蚀的特性,四五千年以上的青铜遗存发现往往为数不多。青铜时代必须具备这样一个特点:青铜器在人们的生产、生活中占据重要地位,偶然地制造和使用青铜器的时代不能认定为青铜时代
。青铜时代是 以使用青铜器为标志的人类物质文化发展阶段。青铜是红铜(纯铜)与或铅的合金,因为颜色青灰,故名青铜,熔点在700~900℃之间,比红铜的熔点(1083℃)低。含锡10%的青铜,硬度为红铜的 4.7倍,性能良好。青铜时代初期,青铜器具比重较小,甚或以为主;进入中后期,比重逐步增加。自有了青铜器和随之的增加,农业和手工业的生产力水平提高,物质生活条件也渐渐丰富。青铜出现后,对提高社会生产力起了划时代的作用。
青铜时代历史沿革
青铜时代处于铜石并用时代之后,早于之前,在世界范
围内的编年范围大约从公元前4000年至公元初年。世界各地进入这一时代的年代有早有晚 。伊朗南部、一带在公元前4000~前3000年已使用青铜器,欧洲在公元前4000~前3000年、印度和埃及在公元前3000~前2000年,也有了青铜器。埃及、北非以外的非洲使用青铜较晚,大约不晚于公元前1000年~公元初年。美洲直到将近公元11世纪,才出现冶铜中心。中国则在公元前3000年前掌握了青铜冶炼技术。
在青铜器时代,上青铜铸造业形成几个重要的地区,这些地区成了人类古代文明形成的中心。在古代文化发达的一些地区青铜时代与奴隶制社会形态相适应,如爱琴海地区、埃及、美索不达米亚、印度、中国等国家和地区,此时都是奴隶制国家繁荣的时期。但是也有一些地区,没有经过青铜时代便直接过渡到铁器时代。进入文明的地区在青铜时代已经产生了文字。
关于中国青铜时代的肇始时间,则众说纷纭。部分学者认为晚期或龙山时代已进入青铜时代,年代约当公元前3000年或稍晚。因用铜遗存仅有零星的发现,并不符合上述青铜时代的特点,故可以不考虑其可能性。
1980年代以降,一般把成批出土青铜礼容器、兵器、工具、饰物等的,作为中国青铜时代早期文化。由于1980年代当时二里头文化碳素测年的数据落在公元前2080-前1580年,所以一般认为公元前2000年左右,是中国青铜时代的上限
。嗣后,有研究者将西北地区的早期用铜遗存纳入青铜时代,认为存在西北地区和中原地区两大独立起源地,但在绝对年代上,仍认为二者大体在公元前2000年前后进入青铜时代
中原地区在二里头文化之前,仅有零星的用铜遗存发现。如襄汾陶寺遗址发现有红铜铃和砷铜齿轮形器、容器残片等,但未见青铜
;登封王城岗遗址曾出土青铜容器残片
,新密新砦遗址曾出土红铜容器残片
等。二里头文化第一期发现的铜器尚少,且均为小件器物。第二期开始出现铜铃和嵌绿松石铜牌饰等制作工艺较复杂的青铜器,第三期始有成组的青铜礼容器和兵器等出土
。故就目前的考古材料而言,中原地区进入青铜时代的时间,至多是二里头文化第二期。
据《越绝书》记载,曾应楚昭王之邀与干将(传说与欧冶子同师)一起“凿茨山,泄其溪,取铁英,作为铁剑三枚:一曰龙渊、二曰泰阿、三曰工布(一作工市)”。楚王曾引泰阿之剑大破晋郑王三军。上述记载,虽然带有传说的成分,但也足见欧氏所铸之剑之绝妙。由此可见,这时期青铜铸造技术之精湛。
就目前的认识,整个东亚大陆多地区大致进入青铜时代的时间,约当公元前1700年前后。第一批进入青铜时代的考古学文化,只有、、晚期、夏家店下层文化和。这些最早的青铜时代文化间的交流关系,还有待于进一步探究。
青铜时代时代标志
青铜时代采矿
青铜采冶业是从石器加
中国商代后母戊大方鼎
工和烧制陶器的生产实践中渐渐被认识而产生的。
最早的采矿业是从地表挖掘开始找矿的。当他们或矿带向深部延伸的规律时,人们创造了从地面向地下挖掘竖井,并由竖井底部向四周开拓巷道以寻找矿石和采掘矿石的方法。有时人们在巷道中发现深部还有矿石,于是又从巷道中向下挖竖井,这种井并不直接通向地面,所以人们称之为盲井。用这种方法采掘,一般在井巷中用木质的框架作支护,以防止周围岩石坍塌。他们用榫接或搭接法制作的框架,有效地承受了巷道的顶压、侧压和底压,可以确保坑下采掘人员的生命安全和采掘工作的顺利进行。使用这种方法可以从地面下较深的地段掘取矿石。这比起露天采矿省工省时,是一个进步。从湖北大冶铜录山、江西瑞昌铜岭等地发现的商周采矿遗迹看到,露天采矿与坑采这两种方法均已采用。当然,从矿区河流中夹带的沙石中淘洗出铜矿也是一个途径,此时大概也已被掌握。
人们在寻找石料和加工的过程中
,逐步识别了自然铜与铜矿石。例如有一种铜矿石,颜色碧绿,其断面的纹理与孔雀的羽毛相似,很是艳丽,所以人们称它为孔雀石。这种孔雀石含铜量高,其含铜品位可达 10—20%或更高。这是一种氧化矿,只要同木炭放在炼炉中进行冶炼,加热到 1000℃稍高一些,就可以炼出铜来。它又常常与自然铜一起出现,并与铜锈有类似的颜色,因此很可能是人们最早用于冶炼的铜矿石。在烧制陶器的过程中积累起来的丰富经验,为青铜的冶铸业提供了必要的高温知识、耐火材料、造型材料与造型技术等条件。例如龙山文化中黑陶和白陶的烧陶温度均与铜的熔点接近。当时使用陶模具制作泥坯和印制花纹等技术与铸铜的模具功能有相似之处;冶铸用的熔炉、水色、型范等都是陶质的用具。炼铜用的木炭也与烧陶所用的燃料是一致的。考古工作提供的资料说明,凡是发现古代采矿、冶炼遗址的附近,几乎都有同时期居民聚落遗址。因此,人们在制作石器时,为寻找原料而出没于这些山丘时,如果一旦认识了与孔雀石等铜矿石,那么采掘这些金属原料就成了他们的新工作。
青铜时代冶炼
春秋时期的冶铜技术是在商代与西周时期的冶铜技术的基础上发展来的,从出土的商代与西周铜器数量之多,用铜量之大,或许说明当时的冶铜业还是比较发达的,因此有理由认为,商代与西周的冶炼水平也是不低的。衡量冶炼水平高低很重要的一点是炼渣中的含铜量的多少。因为矿石中所含的二氧化硅(SiO2)的含量越高,炉渣粘度就越大,渣的流动性也差,渣中所含的铜也越多。春秋时期,冶炼过程中已经掌握了配矿技术,使渣中的含铜率降至 0.7%,这是冶炼水平较高的一个表现。可能这种配矿技术在西周时期已经出现了。
据统计,已出土的商代和西周时期的铸有铭文的青铜器,有上万件之多,没有铭文的铜器更数倍于此数。商代与西周时期,若无发达的采矿与冶炼业是不可能提供如此大量的铜金属原料的。
已经发现的商周古铜矿遗址
商代神人纹双鸟鼓
,大多分布在火成岩与大理岩的接触带上。因为接触带内的岩石破碎,比较容易采掘。又因大气降水和淋滤作用,地表面的铜元素在接触带中相对集中,出现了铜品位自上而下逐渐富集的现象,形成氧化矿富集带。这种条件使它成为古代先民理想的采铜场所。这里的矿石,主要是孔雀石、硅孔雀石、赤铜矿等,都属氧化矿。深部往往有自然铜。大冶的铜录山,顾名思义,是铜绿色的山丘之意。那里每当大雨过后,表面就暴露出许多绿色的孔雀石的碎块,俯拾皆是。因此,它的铜资源在很早以前就被人们开发利用,在11号矿体和7号矿体的2号点出现的采矿遗迹,被认为是西周时期或更早的遗存。
当时冶炼铜矿石的方法,是将与木炭放在冶炼炉中进行冶炼。由于这些矿石是氧化矿,因此这种冶炼被称作氧化矿还原熔炼。虽然只发现春秋时期的炼铜竖炉,商与西周时的炼炉尚未见到。但是,经过模拟实验证明,春秋时期的冶铜竖炉冶炼性能很好,能持续加料,持续排渣,间断放铜。
青铜时代世界发展
青铜时代中国大陆
中国是世界上已知的第一个铜冶炼技术的文明,
目前世界上最早的冶炼铜发现于中国的陕西姜寨遗址。
姜寨遗址出土的公元前4700年前冶炼黄铜片及黄铜圆环为世界上最古老的冶炼黄铜,标志着人类初步掌握了金属冶炼技术,为青铜时代的到来打下基础。而位于中亚的则是世界上第一个已知的最早掌握青铜冶炼技术的文明,出土了公元前4000年的冶炼青铜器,人类初步踏入了青铜时代的门槛。
1973年,在陕西临潼姜寨文化遗址中,发现了一块半圆形黄铜片和一块黄铜管状物,年代测定为公元前4700年左右。值得指出的是,最近在上海光源,采用X射线荧光面扫描分析,发现姜寨黄铜片不同区域的锌含量差异显著,而铅元素呈零星点状分布,其特征与固态还原法制备的黄铜完全相同,从而证明先民在使用天然金属与发明金属铸造之间,都曾采用热煅法或固体还原法冶炼金属。
甘肃遗址出土的单刃青铜刀是目前已知的我国最古老冶炼青铜器,同时也是目前世界上最古老的青铜刀。经碳14鉴定为公元前3000年。此刀长12.5厘米,为单范铸成。没有血档及缳首等成熟的后世刀具才有的部件,在刀具形成史上具有典型的代表意义。
中国的起源于黄河、长江、珠江流域,距今约5000年,止于公元前5世纪,大体上相当于考古上的红山文化与良渚文化时代,及文献上记载的中原夏、商、西周至春秋时期,约经历了1500多年的历史。这与中国奴隶制国家的产生、发展及衰亡相始终。有学者把从商周至战国划分为鼎盛期、颓败期、中兴期、衰落期 4 个阶段。也有学者将这一时期划分为殷商前期、殷商后期、西周期、前期、东周后期 5个阶段 。中国各地的青铜文化具有自己的特点和风格,可以分作不同的地区类型。中国步入青铜时代,大体经历了早、中、晚期几个不同的发展阶段。 早期。以河南(见)为代表,年代大约在公元前2080~前1580年间。加上山西东下冯、山东岳石文化、辽宁长城东边的、黄河上游的等,都相继出现了品类繁杂的青铜制品,在一些墓葬中还发现了人殉和 人牲。上述遗址的放射性碳 素 断 代(见考古年代学)年代,正好在历史记载的纪年范围内,这些遗址应是夏王朝时期的奴隶制文化类型 ,标志着中国奴隶制国家已经形成。② 中期。包括商代至西周前期。此时期的前一段,是商代早期,约当公元前16~13世纪,以河南郑州二里冈文化为代表 ,此时期奴 隶 制 国 家进一步发展,青铜器数量大增,常伴有成套礼器,贝币大量出现,人殉、人牲更为普遍。后一阶段 ,是商代晚期至西周前期,约当公元前13~前10世纪(穆王以前)。此时中国青铜时代达于鼎盛,也是奴隶制发展的典型时期。青铜铸造工艺相当成熟 ,出土大量的精美、武器与工具 。这时的青铜文化以为代表,这里是商王朝的政治统治中心,也是青铜铸造业的中
商代四羊方尊
心。此时兴建了大规模的宫殿及陵墓,有发达的与甲骨文,人殉与人牲成为一种制度极为盛行,凡此种种反映出奴隶制社会的繁荣。西周的和丰镐遗址中,发掘出周王朝的宫殿 、宗庙和墓 葬 ,发现了大量的青铜礼器,反映出中国的礼制已成熟。③晚期。从西周后期至春秋时期,是中国奴隶制社会逐渐走向衰落的阶段。此时期列国都城形成繁荣的政治经济文化中心 , 金属货币大量流通。青铜铸造工艺取得突出发展,出现了分铸法、失蜡法等先进工艺技术。湖北铜绿山发现的古铜矿,证明当时在采矿、配矿、冶炉砌筑及冶炼方面均达较高水平(见)。到战国时期,随着铁器的推广,青铜制造业才逐渐衰落。
在中国的边远地区,当时还存在着若干具有地方特点的青铜文化。如甘青地区,由于民族杂居,文化复杂多样,有、沙井文化与等,其中寺洼文化与西周文化有密切的渊源关系。北方地区有,出土的具有地方特点,还出土带有相当浓厚的文化特征的青铜礼器。内蒙古鄂尔多斯草原,从商周至,流行着鄂尔多斯式青 铜 器 。东南地区的浙江、福建至台湾等地,至西周末期才产生青铜文化,出土的青铜武器等与西周的相同。两广 、四川、云南等地区的青铜文化 ,既有地方特征,又有中原文化的风格。总之,各地区的青铜文化不同程度地受到中原青铜文化的影响,同时具有本地的特色。此外,中国的青铜文化在发展过程中,还与周围地区存在接触,如曾与北方蒙古大草原和的青铜文化进行过交流,晚期与东南亚青铜文化有过密切联系。 中国的青铜时代为夏、商、西周和。现存至今的是世界上罕见的大型青铜器。在商前期的炼铜遗址中,从可辨认的铸范中,镢范为数不少,虽然青铜的生产工具在早期的随葬物中较少,但我们在出土的商初青铜器中,仍看到生产工具占相当比重,说明在商代的手工业中,如斧、锯、凿、锥等已广泛使用,青铜兵器也日益增多,至于青铜农具,虽然奴隶主不会为奴隶们提供,但在当时,还有一部分作为的农民都会拥有,历年出土的青铜农具有锄、铲、 等,这说明青铜的大量使用主要还是从事制作工具。青铜工具在生产中的效用,使青铜冶铸技术日益重要,因而能获得飞速的发展。
在青铜时代,中国已经建立了国家(按照马克思主义历史观认为是奴隶制国家,有争论),有了发达的农业和手工业,并且汉字也已经发展成熟。
具有划时代意义的青铜冶炼铸造技术,是在红铜冶铸的基础上发展起来的。中国是世界上铁器和青铜器发明最早的地区之一。中国青铜时代和的青铜艺术品,显示了绵延一千五百多年中国青铜器的萌生、发展和变化的历史。
青铜时代亚洲地区
西亚的青铜时代是城市文明进一步发展的时代,两河流域南部的奴隶制城邦,随着王朝的灭亡而告衰落。进入时期后,青铜文化达到一个新的发展阶段,生产力进一步提高,并进口金银铜锡等金属原料。东部卡帕多细亚的奴隶制帝国,约在公元前3500年进入青铜时代早期。公元前3000年前后转入中期,小亚各地由野蛮进入文明。在邻近西南部的埃兰,于公元前第 3 千年中叶形成奴隶制城邦,产生了国家,处
于青铜文化的发展时期。
南亚次大陆和东南亚、、南亚的青铜时代,产生了。大概在公元前2500年前后,青铜工具和武器广泛使用,有斧、镰、锯、刀、剑、镞和矛头等,手工业匠人对金属的热加工和冷加工都已达到较高的水平,能用焊接法制造金属器具,并刻有铭文。这时代表性的文化是。在东南亚地区,至今发现的最早青铜冶铸中心是泰国乌隆府的,时代在公元前3600~前1000年,青铜器有矛头、手镯、脚镯,矛头是铸造后再锻打成形的。在,发现用双扇合范制造的青铜器,并有人祭遗迹。越南红河流域的青铜文化出现在公元前2000年前后,其后的时期,大量地制造。在公元前 600 年出现青铜器和铁器 ,是从大陆沿海经传入的 ,其器类与中国南部和的相似。在北亚西南部、南西伯利亚和,青铜文化的部落还处在原始公社时期。公元前第1千年初的,代表性器物为曲柄刀 、短剑、锛、弓形器、蹼形垂饰,并有装饰性动物纹样。的青铜文化以素面陶为特征 ,时间在公元前10~前5世纪 。日本的青铜文化从前期开始,约在公元前300年前后。
青铜时代环地中海
南端各岛屿在时进入青铜时代,约在公元前3500年左右。在时期进入青铜时代 ,在公元前第2千年建立了。公元前1600年后,兴起,在这时的贵族宫室和陵墓中发现了大量的装饰豪华的青铜武器和金、银、铜器皿。流域的青铜文化是铜石并用文化的继续。中欧和西欧早期的青铜文化是,年代在公元前第 3 千年中到前第2千年初,以绳纹陶为特征 ;晚期是,年代为公元前第2千年后期到前第1千年初,以骨灰墓园为特征,已知用失蜡法铸造铜器。巴尔干和是一个青铜文化中心,以乌涅茨基文化著称,分布在、摩拉维亚、多瑙河以北的、西里西亚以及等地。另一青铜文化中心是西班牙东南和葡萄牙南部的埃尔阿尔加尔文化,村落围以石头砌的高墙,住方形房子、墓葬在村内,行屈肢葬,工具武器有刀、斧、剑、、弓箭。东欧森林地带有、和,意大利北部的于公元前1700年进入青铜时代,公元前1400年达到鼎盛期。居址内多有区。南部是文化,在公元前第1千年初为所代替 。 英国和德国境内的青铜文化,都是以农业为特征,种植谷物、饲养家畜,遗留下有复杂建筑的大量墓地。
青铜时代黑色非洲
埃及、北非以外的非洲掌握青铜制造技术应不晚于公元前第1千年 。 到公元11~17世纪,沿海地区的青铜制造业达到繁荣期。一般认为非洲的铜器工艺比铁器工艺发展晚,似乎从石器时代直接过渡到铁器时代。在东非的麦罗埃遗址,发现了冶铁炉和残余铁块。在西非,公元前10世纪即掌握了冶铁技术。
青铜时代美洲地区
美洲的青铜手工业最早发生于中南美,以和为冶铸中心,年代约为公元前11世纪以前。然后传到智利、阿根廷西南部和墨西哥,再传到。到13~15世纪时南美安第斯山区的已大量使用红铜、青铜、金、银、铅等金属制造器物,并建立起奴隶制国家。
商代的文明较全面地体现了奴隶社会取代原始社会在诸多方面的进步,因此可称得上是“灿烂的文明”。但是这种文明是建立在广大奴隶极其悲惨的命运基础上的“文明”。所以作为现代人,我们在可怜同情奴隶的同时对他们更多的应该是尊重,因为没有他们,就没有灿烂的青铜文明。
青铜时代文明分期
文明分期  史前时期全新世 铁器时代 原始史时期
青铜时代晚期
青铜时代中期
青铜时代初期
中石器时期更新世 晚期
旧石器时代中期
旧石器时代初期
旧石器时代
青铜时代(或称青铜器时代或青铜文明)在考古学上是以使用青铜器为标志的人类文化发展的一个阶段。
参考资料来源:
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中国古代青铜冶铸技术
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中国古代最初是使用自然铜,商代早期已能用火法炼制铜锡合金的青铜。冶炼青铜的过程较复杂,大概是先把选好的矿石加入熔剂,再放在炼炉内,燃木炭熔炼,等火候成熟,取精炼铜液,弃去炼渣,即得初铜。初铜仍比较粗,需再经提炼才能获得纯净的红铜。红铜加锡、铅熔成合金,即是。
中国古代青铜冶铸技术信息介绍
司母戊大方鼎
的形成和发展经历了一个漫长的时期。现代已知中国最早的青铜器,是甘肃东乡遗址出土的,距今约4800年,经检验,是用铸成的。考古发掘表明,早在晚期和夏代,人们已能用和铸造简陋的工具和武器。商代早期的,所用铸型由多块陶范和泥芯组成,有的壁厚仅2毫米。铸造技术已达一定水平。商代中期已使用锡青铜和铅两种合金,能铸造重80千克的大鼎。具有中国特色的组合陶范铸造工艺在此期间大体已经形成。
青铜的发明是人类文明史上的重大事件,由于其克服了纯铜的柔软弱点,且具有熔点低、铸造性能好等优点,逐渐成为古代铜器中的主要品种,并促进了车、船、雕刻、金属加工等制造技术和农业、军事及经济社会的发展。青铜器的应用,代表了当时的科技水平和文化艺术水平,成为这一时代的鲜明标志。
中国古代青铜冶铸技术历史发展
商、西周的冶铸
,青铜冶铸业臻于鼎盛,能熟练地使用多种分铸法(先铸器件再接铸附件,或者先铸附件再与器体铸接),以获得复杂的器形,如殷墟妇好墓出土的圆斝的斝柱和斝鋬就是铸接于器体上的。 卣的多次铸接更为典型。它的提梁、盖纽采用了多种铸接方式,分两次从五个部位,将七个部件和卣体接铸成一体。铸型工艺也已规范化。椭圆形容器多采取三等分或六等分的分型方式,方形、长方形容器以对角线的延长线为界,采用四等分或八等分。器物种类繁多,有各类、生活用器、、、和等。大型铸件用直径达600~800毫米的竖炉熔铜,由槽道浇注。重要器物的合金配比也初步形成规范
西周时期铸造进一步推广,中期以后形成独特的风格,出现许多新的器形、纹饰。有些器内铸有专篇铭文。技术的进步还表现在铜质芯撑的普遍使用。铜器足部从与铜器内腔相通改为封闭式等。
商周时期制作陶范的泥料,都由含砂粘土或用和砂配制而成,经挖取、破碎、筛选、混和、陈腐、揉制和存性等多道工序(有时还经淘洗和加砂),使泥料具有良好的塑性和复印性,能翻铸出极细的花纹。多数陶范的焙烧温度在700~800℃之间,实际仍为土质,属于土范。后期的某些陶范火候较高,质硬发青,接近半陶质或陶质。早期的陶范用单一的泥料,西周时期已有面料和背料之分。为改善的和,芯料中的含砂量明显增多,颗粒较粗,后期并掺入多量的或熟料。
铸范的制作非常精细,分型面开设榫卯,用来定位。最初的铸型只有一个型腔,在商代中期已有一型能铸7~9件的镞范。多数陶范只能使用一次,但山西侯马春秋铸铜作坊所出镢范,可以重复使用十余次。由于采取了一系列工艺措施,铸件表面质量,特别是一些精品,纹饰清晰美观,铸缝极窄,很少,达到了良好的技艺水平。
据多年来对数以千计的出土实物所作科学考察,证明绝大多数是用铸造的,在不使用的情况下,能获得如四羊尊和那样极其复杂的器形,关键在于铸接工艺和分范合铸等技法的娴熟使用,因而形成商周陶范铸造的技艺特色。
生产工具是构成青铜时代生产力的一大要素。出土文物中常见的青铜手工工具有刀、锥、凿、斧、锛、削、钻、锯等。陕西、河南、安徽、江苏、浙江、云南等省相继发现大量商周青铜农具,有耒、耜、臿、?、锄、铲、耨、镰等器类。正是在广泛应用的基础上,造就了举世闻名的灿烂的商周青铜文化。
春秋时间冶铜
春秋中期以后,由于和技术的发明和使用,青铜器铸造工艺有显著的改进,从先前较为单一的技术转变为浑铸、分铸、蜡铸、软焊、、锻造等多种的综合运用。陶范铸造的进展,突出表现在薄壁和超薄壁铸件的铸造,如著名的,剑首的同心圆薄壁构造厚仅0.2~0.4毫米。随着金属工艺的进步和铁工具的使用,错金银、、线刻等装饰技术在战国时期应用甚广,使一部分器物如河北等更加富丽堂皇。与此同时,由于商品交换的发展,大部分器物趋于素朴,讲求实用。货币、等类器件的大批量生产,促进了一型多用、、锚链铸造等工艺的发展。在此期间,有关青铜的文献记载显著增多,如《考工记》记载:&凡铸金之状,金与锡,黑浊之气竭,黄白次之,黄白之气竭,青白次之,青白之气竭,次之,然后可铸也&,《荀子·疆国篇》提到:&刑范正、金锡美、工冶巧、火齐得,剖刑则莫邪已&,《》说:&金柔锡柔,合两柔以为刚&,说明经过长时期的反复实践,铸造匠师们对合金熔炼、铸造和使用性能已取得规律性的认识。其中最重要的记载是《》所载&&法则。实物分析和研究表明,合金配制比&六齐&记载更为丰富,鼎彝合金配比早在商代晚期已初步形成。到春秋战国时期,重要器物如编钟、铜剑和铜镜等,合金成分配比已很严格,并已广泛使用铜锡铅。作为世界上最早的见诸文字的合金配制法&六齐&揭示了机械性能随锡含量而相应变化的科学规律,具有重要的学术价值。
秦汉时期的青铜文化
秦汉时期技术继续发展,主要表现在法的技术成熟以及钱币、、、鎏金器物的铸造和制作。由实物分析得知,汉代钱币采用铜范、陶范浇注,合金成分相当稳定,铜镜的合金配制更为严格,波动较小,已能利用铸造和铸后错磨制作。
中国古代在技术和艺术上的特色和统一性,证明青铜冶铸技术在中国具有独立的起源,它的卓越成就在世界物质文明史上据有重要的历史地位。
但秦汉时期随着铸铁技术的发明和铁器的推广使用,在兵器、工具等方面,铁器已占据了主导地位,而陶瓷器皿在生活用品中占据了主要地位,青铜器开始淡出了历史的舞台。
中国古代青铜冶铸技术早期采冶
中国古代青铜冶铸技术冶炼记录
根据考古发现与文献记载,中国古代制造青铜器主要分为采冶与铸造两个大的工艺过程。
采冶,即首先通过铜矿石冶炼成纯铜,通过石冶炼成锡,然后把铜和锡按不同的比例冶炼成。
我国广袤的土地上蕴藏着丰富的铜矿,其作为冶铜的重要原料很早就被记录在中国古代文献中。据战国时的《管子·地数篇》记载:“出铜之山,四百六十七山,……上有慈石者,下有铅锡赤铜。”又据战国时期的《周礼·地官》记载,当时还设有管理矿山的矿人。新中国建立以后,在湖北大冶铜绿山,湖南九曲湾,内蒙古赤峰市林西,江西瑞昌铜岭,安徽南陵、等地发现了古代采冶铜矿遗址。在铜矿开采遗址附近一般都发现有冶炼遗址,这说明当时铜矿冶炼环节是就地进行的。
中国古代青铜冶铸技术迁都原因
夏、商、周三代王朝迁都的次数,在中国历史上是绝无仅有的。夏有八次,商有十二次,周算最少的,但也有四次。三代王都之所以这样频繁地迁徙,其中一个重要目的便是对主要政治资本——铜锡矿的战略性追求。所以,那些王都大多分布在以和晋南为中心、铜锡矿集中的华北大平原边缘的山地。《山海经》中记载的铜产地约有30处,几乎全部集中在黄河流域以北地区。考古学家通过对皖南矿冶遗址出土的铜锭和炼渣的检验和研究,证明了至少在西周时期,古代的匠人们已经掌握了硫化矿炼铜技术,以及当时的青铜生产可能具有开采深层原生矿床的能力。这样就解决了矿冶生产的持续发展问题:生产出更加充足的铜料来为铜的冶铸业长盛不衰提供技术和原材料的保证。
中国古代青铜冶铸技术水平发展
到了春秋时期,铜的采掘、冶炼技术有了很大发展。1974年湖北大冶铜绿山古矿井的发现,为我们提供了宝贵的实物证据。铜绿山有两处古矿井,春秋晚期一处,战国一处。矿床的开采采取了竖井与斜井、斜巷与平巷相结合的采掘方式,并且用各种技术手段解决了井下通风、排水、矿石提供和巷道支护等一系列复杂的技术问题。在铜绿山矿区先后发现的六座属于春秋时期的炼铜竖炉之中有三座炉基的通风沟、炉缸、金门(铜液和铜渣放置口)和通风口保存完好。
炉高12—14米,有石块支撑在底部,用以保温防湿,防止炉缸冻结;炉缸壁上有呈喇叭形的、口径5厘米的鼓风口;炉旁设有工作台,用于加料和安放鼓风设置。还有利用封闭已经废弃的巷道的办法,控制因不同井口的空气压差而自然形成的气流,使之到达工作面的最深处。另外,他们还采取了将矿石在井下进行初选,然后将贫矿和废石填充采空区,以及将品位高的矿石通过设在各层平巷上的逐级接力提运到井上等方式。这些迹象都说明春秋时期铜的采掘和冶炼技术已经达到相当高的水平。
中国古代青铜冶铸技术合金成分
所谓合金,就是用两种或两种以上的金属,经过高温使它们熔合在一起而成为另一种金属,并具备了新的物理性质和化学性能。合金在铸造方面是属于再创造,而就是合金的首创。
青铜在一般意义上都是铜与锡的合金,又称为。但中国古代许多锡青铜中常常含有少量的铅,这是商周青铜的一个特点,即降底青铜的熔点。当然,意义不单单在于降低熔点,更重要的一层还在于对合金硬度的需求。合金成分的比例,最早见于《》。书中对先秦时代的劳动人民生产实践和经验知识有着独一无二的详细记录,是一本生产技术的档案。《考工记》中记载六种青铜器物中不同含锡量,称之为“”,这六种不同合金的比例是:
钟鼎之齐六分其金而锡居一;
斧斤之齐五分其金而锡居一;
戈戟之齐四分其金而锡居一;
大刃之齐三分其金而锡居一;
削之齐五分其金而锡居二;
鉴燧之齐金锡半。
古时候,人们把铜称之为金,所以《》所记载的金指的就是纯铜。中金和锡的化合,就是,同时标明了六类铜器的铜和锡熔合比例。由于科学技术的不发达,古代工匠们对熔融之中的合金不能取样化验,因此金、锡之比是指熔铸之前、下料时的比例,而不是铸成后的成分比例。在熔铸的过程中,铜、锡都会发生一定的氧化反应,而锡氧化的速度尤其快。因此,冷却后青铜的成分比例就很难与下料时的相同了。
中国古代的青铜合金配比技术十分复杂,反映了青铜器铸造技术的不断发展与完善,体现了对及韧度的双重追求。商周时期,青铜器的合金配比很有讲究,其早期和晚期青铜器的合金变化差别较大。商代早期的容器主要为锡青铜,这类青铜器含锡量较夏代有所增长,但含量仍属中等;商代后期的容器以含锡量中等偏高、高含量者居多。另外,从这个时期少量的铅铜器来看,其含铅量大多较高。商代后期的武器主要成分为。至于这个时期的各类生产工具,已经很少再有用锡青铜制造的了,就算有的话,其含锡量也较高。西周时期锡青铜的含锡量以中等者最为普遍,铅则比较少见了,极少数铅青铜器的含铅量也较高。此外,在这个时期的青铜容器中,锡青铜类已占有一定的比例。
在,由于人们掌握的金属只有铜、锡、铅、金、银等数种,在配制合金时没有新的金属可超出青铜所特有的优越性能,因此只能不断寻求不同的铜锡比例来铸造各种青铜器。
中国古代青铜冶铸技术青铜器的铸造
的铸造有块范法和两种基本的方法,此外还有分铸法、焊接法等工艺。
块范法或称土范法,是商周先民最先采用的,是整个中应用最广泛的青铜器铸造法。其法步骤如下:
模也称为母范、作模。其原料可选用陶、木、竹、骨、石等质料,而已经铸好的青铜器也可用作模型。具体选用何种质料要由铸件的几何形状而定,并要考虑花纹雕刻与拨塑的方便。一般说来,形状细长扁平的刀、削的模,可以用竹、木削制而成;较小的鸟兽动物形体可以用骨、石雕刻为模;对于形状厚重、比较大的鼎、彝诸器,则可以选用陶土为模,以便拨塑。
制范要选用和制备适当的泥料,其主要成分是泥土和沙。用泥料敷在模型外面,脱出用来形成铸件外廓的铸型组成部分,在铸造工艺上称为外范,外范要分割成数块,以便从模上脱下;除了外范,还要用泥料制一个体积与容器内腔相当的范,通常称为芯,或者称为心型、内范;然后使内外范套合,中间的空隙叫做型腔,其间隔距离就是所铸器物的厚度。
一般说来,用来做外范的泥料中,泥土(最好选择粘土)含量大些,用来做芯的泥料则要含砂量大些,颗粒较粗些。范的泥土备制极细致。采集好的泥土要经过晾晒、破碎、分筛、混匀,并加入符合一定比例的水分,将之和成软硬适度的泥土,再经过反复摔打、揉搓,其间还要经过较长时间的浸润,使之定性。这样做好的泥料在翻范时才能得心应手。
制范的过程中,在掌握好调配泥料含水量的同时,还必须混有其他的东西,比如草木屑、草料、烧土粉、炭末或者其他有机物之类,这是为什么呢?范在成形以后是要经过高温的,如果在这个过程中,范因不耐烧变了形状,那么范所塑造的青铜器物也会走了形,而这些在高温下不容易走形的材料加进去之后,可大大减少收缩率来保持器物的原形,并利于透气,避免在塑成后因干燥、焙烧而发生龟裂现象。
从出土发掘情况来看,陶范最为常见。陶范的泥料泥土的含量可以多一些,其表面还必须细致、坚实,以便在其上雕刻纹饰。泥模在塑成后,要在室温中慢慢干燥,纹饰要在干度适当时雕刻。对于布局严谨、规范整齐的纹饰,一般先在素胎上用色笔起稿之后再进行细致的雕刻,高出器表的花纹则用泥在表面堆塑成形,再在其上雕刻花纹。泥模制成后,必须置入窑内焙烧成陶模才能用来翻范。
从模上翻范块是范铸造技术的中心环节,要求必须有很高的技艺。对于像刀、戈、镞等较简单的实心器物,二合范就能够应付自如,即只需由模型翻制两个外范。与上述的器物的简单制作相比,制造空心容器的范就显得复杂多了。在翻范以前,一定要先明确了外范的数量及分布状况。现简单地将其制法介绍如下:第一步骤是做外壁。模的表面用范泥堆贴且不留空隙,再用力压紧以求紧密不松散。接下来是做内壁。内壁的做法有三种:第一种是从模型上翻制好外范后,将模型的表面加以刮削,模型即为内芯,所以刮削模型上的厚度即是所铸铜器的厚度;第二种方法用于大型器物,是将模型做成空心的,以其内部为模型制出内芯,并使脱出的芯和底范连成一块,再在底范上铸上器耳;最后一种是利用外范制芯。
将已完成且组合好的范趁热浇注,不然就须在临浇注前进行预热。预热的温度以摄氏度400—500℃为佳。预热时要将范芯装配成套,捆紧后用以泥砂或草拌泥糊严实,再入窑高温焙烧。为了防止铜液压力将范涨开和高温引起的范崩,所以焙烧好的型范需埋置于沙(湿沙)坑中并在外加木条箍紧。
范预热准备好后,将熔化的铜液(℃为宜)注入浇口。器物要倒着浇,是为了将气孔与铜液中的杂质集中于器底,使器物中上部致密,花纹清晰。浇入铜液时应该掌握好速度,以快而平为宜,直到浇口气孔(范上留有的通气孔)皆充满铜液为止。待铜液凝固冷却后,即可去范、芯,取出铸件。
一次浇注成完整器形的方法叫“浑铸”、“一次浑铸”或是“整体浇铸”。商周器物多是以此方法铸成的。凡以此方法铸成之器,其表面所遗留的线条是连续的,即每条范线均互相连接。
去掉陶范后的铸件还要经过锤击、锯挫、等多道工序来进行修整,以消去多余的铜块、毛刺、。只有当一件光润整齐的青铜制品出现时,才算制造完毕。
指用容易熔化的材料,比如用黄蜡(蜂蜡)、动物油(牛油)等制成所铸器物的。用细泥浆在蜡模表面浇淋一遍,使蜡模表面形成一层泥壳。然后在泥壳表面涂上耐火材料,待其慢慢硬化就做成了。最后再用高温烘烤此型模,使蜡油不耐高温熔化流出铸型,从而形成空的型腔,趁其型腔是高温状态,再向型腔内浇铸铜液,凝固冷却后出器。失蜡法也称。这样制得的器物无范痕,光洁精密。
从我国考古发掘情况上来看,最早使用失蜡法的铸件是1978年5月河南省楚王子午墓所出土的。该禁四周围着龙,纹饰结构复杂的框边是用失蜡法铸造的框边立体的错综结构的内部支条,尚可见蜡条支撑的浇铸痕迹。王子午即楚王的令尹子庚。这件令尹王子午墓的禁已经把失蜡铸造的技巧发挥得相当纯熟完美,已能成功地铸造出最复杂的器件。
其实在我国有着悠久的历史,只是见于文献的记载比较晚。有关熔模法的最早记载是宋人《唐会要·卷八十九·泉货》引《会粹》中的说法:唐初铸,(欧阳)询初进呈“”,自在“样”上掐一甲迹,因此钱上留有掐痕。“”是蜡的古写,“样”其实就是。但有些文献中对此也有不同看法,认为钱上所留的痕迹是凸痕。宋代《洞天清禄集》中最早叙述了失蜡法的工艺过程。明代的等人所撰写的《元史·卷八十五·百官志第三十五·百官一》还有“出蜡局提举司”,即有专司铜器铸造的部门。明宋应星《》详细记载了万钧钟的失蜡铸造工艺并载有蜡料配方。
分铸法和焊接法
青铜工匠们在长期劳动实践中创造了分铸法。分铸法是先将器物的小件如提梁、把手等浇铸成,再将小的铸件嵌放在器的主体范上加以固定,与待铸青铜器固定部件或活动部件的空腔套嵌在一起,中间杂用范料隔开。这样,先铸的部件和器体就能固定或套铸在一起了。但有的器物铸造不是这样的,而是完全相反的步骤,即先铸器体,再合铸附件或。这种将分铸好的器身和耳、足等附件联接起来的方法就称为焊接法,其实焊接法是分铸法中极其重要的一环。有时也称分铸焊接法。
在商代,出现了最早的分铸法,但比较繁复讲究,只在铸造形制较为复杂的青铜器时才使用。到了西周,绝大部分青铜器的附件都采用了分铸法,制范时仍然把器身和附件合在一起做一个整模,再从整模上翻出分范,这样做出来的器物比起后来的分铸法显得有一点拘束。到了春秋中、晚期,不但器身和附件分别单独做模,而且器身也按着形制的弧度做出许多模,器型也因这样的方法而变得精美细致。这个时期的焊接技术仍采用商、西周以来的嵌入法,即把预先铸好的附件嵌入器身范上,进行一次浑铸,而且比以前使用得更普遍了。还有使用方块印模法印铸花纹,最早见于河南辉县甲乙墓出土的属于春秋中期偏晚扁圆形壶。
中国古代青铜冶铸技术装饰技巧
古代青铜器的金银错工艺
今天我们所说的青铜器、之称,古代叫金错、银错。如西汉的《盐铁论·散不足》记载:“金错蜀杯。”又如《·食货志》记载:“错刀以黄金错其文。”西汉《》:“美人赠我金错刀,何以报之英琼瑶。”古籍所记古代器物也都是称为金错、银错或金银错,所以本文在论述古代青铜金银错工艺时也遵循古称。简单来说,金银错工艺是我国古代在青铜器上刻画金银图案的方法。
战国中期·错金银马首
金银错工艺是我国一项精细工艺。现代的考古资料证明,它出现得比其他工艺更晚,在发展了1000多年以后,也就是春秋中晚期才被人们所接受和重视,是我国古代科学技术发展到一定阶段的产物。战国、两汉时期,青铜器已被广泛应用于人们生活的各个领域,目前考古工作者所发现的金银错青铜器已数以千计。我国古代在青铜器上做金银错图案纹饰的方法主要有两种:
我国古代金银错青铜器,有相当一部分采用镶嵌的装饰方法,又叫镂金装饰法。其制作过程分四个环节:第一步是做事先刻好凹槽的母范,先刻好凹槽的目的是以便器铸成后,在其内嵌金银。第二步是錾槽,也就是凹槽在整个的铜器铸成之后,还需要加工錾凿出更加精致细微的。这种做法也叫做刻镂、镂金,即青铜工匠们在器物表面用墨笔绘成纹样图案来浅槽。第三步是镶嵌,即把金丝或金片镶嵌在刻镂好的凹槽中。第四步是磨错,镶嵌后的青铜器表面还不够光洁平整,为了使金丝或金片与铜器表面自然平滑,就必须用错石磨错,起到严丝合缝和美观的作用。
汉时人们对“错”字的解释为“错,也”,由此大家不难看出来,当时涂画法已经代替了镶嵌法成为的主要装饰手法。其实不止在汉代,战国和秦朝的金银错铜器中也有很多是用这种“金银涂”方法制成的。有不少被考古和文物专家称颂的精美金银错青铜器,金银错脱落的地方,没有任何凹痕,由此可以明显地看出这种金银错纹饰不是嵌上去的,而是涂上去的。如1987年河北省平山县出土的金银错虎吞鹿器座,是件举世公认的金银错代表作品。唯一美中不足的地方是器物上虎尾部分的金错纹饰脱落了一小块,而脱落处没有丝毫凹痕,因此是用“涂画法”完成的。又如现收藏于美国沙可乐美术馆的鸟纹壶,也是一件公认的使用“涂画法”的金银错青铜器精品。
我国古代金银错的装饰题材和内容,主要有下面几种:铭文、图案、动物纹、狩猎纹,以及各种动物造型青铜器上的眼、眉、鼻、嘴、爪、毛、羽等。春秋后期开始的上也广泛地使用了工艺,主要是金错铭文,字体以鸟篆文最多见。剑上的金错铭文,一般在剑面上,个别错在剑脊上。
复合金属铸造工艺和表面合金化技术
中国发展到东周时期,出于诸侯争霸的需要,兵器的形制和制作技术获得重大进步。同时,王公贵族的佩剑之风亦促使了青铜兵器的装饰技术获得重大发展,在青铜兵器上出现了剑首同心圆、错金银、鎏金、镶嵌宝石、亮斑、、精细透雕、火焰纹、菱形纹等多种装饰技术和纹饰,同时还出现了复合金属铸造工艺和技术。所谓复合金属铸造工艺,它是不同于二次铸造或三次铸造的一种新工艺,是我国古代劳动人民在合金冶炼技术方面的重要创造,其工艺过程大致是先浇铸含铜量高的剑脊,然后再浇铸含锡量高的剑刃。因为铜的熔点高于锡,按熔点高低依次浇铸,既不会使先浇铸部分熔掉,又可将两部分复合为一体,使剑刚柔相济,既坚韧有加又锋利无比。表面合金化,则是一种通过扩散改变基体金属表面层的成分和组织的材料保护技术。在现代机械制造中主要应用铝、铬、硅、钒、锌等表面合金化层或渗层等技术在基体表面形成一种保护层,防止基体金属被腐蚀的一种技术。
被誉为“中国古代兵器之王”的,于1965年12月出土于湖北望山一号楚墓,出土时插在木质里,出鞘时寒光四射,耀人眼目,锋利无比,令人赞叹不已。越王勾践剑就是一把采用复合金属铸造工艺制作的青铜剑,它的主要成分有铜、锡以及少量的铝、铁、镍、硫组成的合金。而剑刃的精磨技艺水平可同现代在精密磨床上生产出的产品相媲美。由于其剑身的各个部位作用不同,使铜和锡的比例也不一样。剑脊含铜较多,能使青铜剑韧性良好,不易折断;而刃部含锡量高,硬度大,则会使青铜剑更为锋利。此外,这把剑的含铜量约为80%-83%、含锡量约为16%-17%,还有少量的铅和铁,这可能是原料中本来就含有的杂质。
此外,考古学家还证明在湖北地区出土的春秋战国时期的青铜剑,像这样千古不锈、湛亮如新的还有多把;但奇怪的是,与青铜剑相比,钢铁剑却更容易锈蚀。迄今出土的、比越王勾践剑时代晚上几百年的西汉铁剑,全部是锈迹斑斑的。越王勾践剑在地下埋藏了2000多年为什么没有生锈呢?专业人士通过对东周时期一块菱形纹饰剑残段进行分析测试发现:在剑的表面规则地分布着一层厚几十微米的细晶层,该层的成分和组织与基体完全不同,有较好的耐蚀性,能保护基体不受腐蚀。据此,经过工艺筛选,模拟古代可能有的工艺——膏剂涂覆法,成功地复制出了有细晶区的菱形纹饰剑,并参照埋藏条件作加速腐蚀试验,使菱形纹饰由黄白相间变成与古剑相似的黑灰相间的色泽,其成分、结构等亦与古物相似,从而不仅解开了“千古不锈”之谜,同时这也表明我国早在约2500年前已经掌握了一种特殊而精湛的技术,使得青铜器表面既产生装饰效果,又具备防腐蚀功能。
一,结构工艺
利用水过滤方法环保效果
二,材料工艺
虎食人卣提梁是黄金制造,是铜包金,利用黄金柔软,延伸性好,拌开提梁而不会断裂。
三,剑韧与剑梁锡铜不同配比工艺
古代兵器剑是非常重要的,剑梁的锡含量少,保持一定的韧性,剑韧锡含量高保持硬度,,,。
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