商周青銅器的合金成分 #科普 #歷史 #文物

大家好,今天帶大家來看的是青銅器的材質 之前我們瞭解了青銅器的各種用途以及形狀 這個還沒說完,之後會繼續更新 今天所要說的是青銅器的材質——青銅 青銅器爲什麼稱之爲青銅器呢? 其原因是經過長期的氧化、腐蝕 使得機身外表變成金綠色 按照顏色取名青銅器 其實它本身的顏色是金黃色的 不過由於金黃色有些難畫 所以我放棄了這個配色 青銅器的材質是由銅錫鉛爲主要材料製作而成的 根據不同的配比,會有不同的稱呼 總體可分爲四大類 錫青銅、鉛青銅、三元青銅、多元青銅 它們的分類是按照青銅材質內的各金屬佔比來區分的 錫青銅和鉛青銅就是以銅錫或者銅鉛爲主要材料製作而成的 三元青銅就是以銅錫鉛爲主要材料製作而成的 它吸收了鉛和錫的優秀特質 多元青銅就是在三元青銅的基礎上再加一個或者幾個金屬元素 也不光是針,也會有鐵、鋅、銀等 最早出現的是紅銅器 是由純銅打造的器具 紅銅器的特點是硬度較低,伸展性好 可以像鐵一樣鍛打出想要的形狀 缺點是由於質地較軟,所以只適合打造一些小工具或者裝飾品 紅銅可以通過鍛打來塑造形狀 而青銅只能通過膠柱來塑造形狀 這個是因爲青銅器的可鍛打溫度區間很低 所以只能選擇膠柱 青銅器出現於龍山文化時期 齊家文化時期開始製作一些小的青銅工具以及裝飾品 銅鏡就是這個時期出現的 大多學者認爲,阿里託文化纔是青銅時代的開端 換算從朝代的話就是夏王朝 從這個時期開始 出現了許多各種各樣的青銅容器和青銅兵器 而且還出現了錐,也就是劍頭 錐是一種消耗類的兵器 這證明了在當時的青銅冶鑄技術 規模已經發展到了一定程度 然後經過夏、商、西、中 到了春秋晚期,鐵器開始出現 戰國中期,鐵器大量應用 鐵器時代自此開始 青銅時代自此結束 這不代表以後就不生產青銅器了 沿用的話一直有出現 不過漢代以後的青銅器形狀發生了許多變化 和商周青銅器已經不是一回事了 所以咱不去討論 歷史就說到這裏了 回到材質上來說 商代到西周青銅文是開始變得繁複 這對青銅材料的流動性有了比較大的要求 因爲青銅器是膠着而成的 假設流動性不好的話 很多細小的花紋很難凸顯出來 這就需要在青銅溶液當中加上鉛礦石 加鉛礦石的好處是可以降低銅錫合金的溶電 減少合金內的錫孔,增加流動性 抗模組不於損失 鉛加多了也會節約製作成本 成品率提高 那缺點呢 缺點就是青銅合金加鉛的話硬度會變低 而且長期使用的話會中毒 導致機體內的血液系統、神經系統產生嚴重的損害 尤其是含鉛過高的鉛青銅 主要由鉛和銅組成 這種青銅器只適合作爲銘器陪葬 使用的話對人體傷害太大 接下來要介紹的是錫青銅 錫青銅就是以銅錫爲主要材料製作的青銅器 之前說青銅鍵的時候有涉及一些錫青銅的概念 不過不夠詳細 所以今天再說一下 銅加錫冷卻會提高強度 呂氏春秋中寫道 金油錫油,合二而則剛,反之則未鬧 如圖所示 青銅材質中錫的含量低於50% 銅錫間的硬度沒有什麼變化 當超過50% 硬度開始緩慢提升 當超過15% 硬度急劇增強 不過隨着錫含量的增加 伸長率開始下降 伸長率簡單理解的話就是 當物體受力時的可變形空間 伸長率越低 物體的可變形空間就越小 後果就是直接斷裂 抗拉強度是物體在斷裂前能承受的最大能量 所以錫的加多加少直接體驗在青銅器的應用上面 在周禮《考工記》中寫道 金油六錫,六分其勁而錫居一 未知中頂至其 五分其勁而錫居一 未知輔金至其 四分其勁而錫居一 未知割戟至其 三分其勁而錫居一 未知大刀至其 五分其勁而錫居二 未知削砂之至其 金錫半,未知劍碎至其 不過《考工記》中描述的也有一些問題 籤爲什麼沒有記載 六分其勁而錫居一 那銅和錫各佔比多少 是5加1還是6加1 圖表中的甲代表的是5加1 乙代表的是6加1 最後一列是按照機動性能來說的話 錫在不同器具中的離鄉比例 參照離鄉比例 乙方看法比較接近 甲方看法不變偏高 中頂,輔金,割戟 分別代表着容器,工具,短兵器 從使用上來看 容器,工具,短兵器 對強度和韌性的要求是逐步升高的 但總體保持在15-20這個區間 從錫燃料與機械性能關係圖表中可以看到 15-20這個區間是三方面都兼顧的一個區間 抗爛強度在頂點 生產率還有一些 硬度大幅提高的一個區間 20-25就要差很多 除了硬度,其他都在下降 大刀之騎在考工記中描述的 和射擊比例差別很大 這個要考慮到它是怎麼鑄造的 以青銅劍爲例 通過一些工藝可以實現劍刃和劍騎含錫量不同 一體鑄造的話 不管是33%還是25% 鑄造出來都沒有什麼實用性 延伸率下降爲0 抗爛強度下降意味着非常容易折斷 強行鑄造的話只能作爲裝飾品 按照使用角度來看的話 一體鑄造的刀劍 15%的海錫量是一個比較理想的區間 銷殺師之騎 就是小工具和弓箭的箭頭 追求極致的鋒利 而且由於器身比較短 所以不考慮延伸性和抗爛強度 考工記中以的含量是沒有問題的 只不過在實際操作中 錫的含量不會都那麼高 箭頭是一種高消耗品 有時爲了節約成本 會加入大量的鉛 考慮到鋒利性 錫的含量會在20%左右 劍碎之騎 可以認爲是銅鏡之類的用具 按照設計性能的話是20-25 銅鏡的實際含量會在20-26左右 錫加的越多表面就越光滑 顏色也越亮 當錫含量超過20 銅鏡會變成白色 30-40會變成銀白色 雖然六騎有一些不準確的地方 但也不能否認它的成就 周禮考工記 成書於東周時期 它反映的是東周的青龍合金配料情況 在東周之前 青龍騎的比例沒有一個很好的規範 不是高了就低了 會產生許多浪費 而在東周之後的閒暗時期 一些青龍騎配比 開始與六騎中記載的配比高度相似 這也說明六騎對後世鑄藥青龍騎 產生了深遠的影響 同時它還是我國乃至世界上 最早關於合金比例分配規律的記載 視頻結束 如果你喜歡這類視頻 關注我 願意帶你去看更多的人文歷史 拍攝結束 謝謝觀看