湖北荆州张大冢战国楚墓出土青铜器的成分与金相研究

利用X射线荧光光谱仪(XRF)、金相显微镜对荆州市纪南镇雨台村张大冢战国墓地出土12件青铜器进行成分与金相分析。结果表明,12件青铜器分别为铅锡青铜、锡铅青铜和锡青铜3种材质,铅锡(或锡铅)青铜器普遍含铅量较高,青铜器多以铸造成形,铜盘均采用热锻加工技术。不同类型及使用功能的器物,其合金成分与金相组织存在明显差异。张大冢墓地作为战国中晚期的楚国下等级贵族家族墓地,出土青铜容器也多为素面薄壁,锈蚀较为严重,但其出土青铜器的合金配比、制作技术及机械性能均展现出战国中晚期楚国工匠已经拥有成熟的青铜合金、铸造以及加工技术,也揭示出当时工匠有意识地在青铜明器与实用器的合金技术上存在区别对待,为全面认识东周时期楚都纪南城青铜冶铸业的发展状况提供科学依据。     

三门峡虢国墓地出土青铜器的材质与矿料来源分析

虢国墓地是一处西周至春秋时期规模宏大、等级齐全、排列有序、保存完整的大型邦国公墓。通过金相显微镜与扫描电镜能谱对虢国墓地出土的47件器物分析发现,金相组织有铸造、铸后受热、铸后(局部)热加工等组织形式,合金类型为铅锡青铜与锡青铜两种。铅同位素比值测定表明都为普通铅,且聚集在较小的范围内,推测不同墓葬的青铜器具有相同的矿料来源。     

天长西汉墓出土部分金属器的科学研究

采用科学技术手段对安徽天长三角圩西汉墓出土的部分铜器和铁器样品进行检测分析。XRD物相分析显示,青铜器及铁器表面锈蚀均为无害锈,可予以保留;XRF成分分析结果表明,三件青铜容器一件为锡青铜,两件为铅锡青铜;金相显微镜结合扫面电镜观察可知,三件青铜样品均为热锻而成,组织均匀,铁剑材质为铸铁脱碳钢,铁釜为白口铁铸造而成。     

湖南出土周代越人铜刮刀的金属技术及相关问题

刮刀是东周时期流行于我国南方古越人普遍使用的一种工具,以铜制的常见。通过对湖南出土几件铜刮刀的合金成分和金相分析,发现这些刮刀都为含锡量在20%以上的高锡青铜合金,金相组织为铜锡α固溶体,呈针状或细条状,(α+δ)共析体连成一片呈基体状。高锡特征的青铜刮刀可能多为刮削用器,而不易用作砍砸。锡金属的大量使用表明南方古越人掌控主要的锡矿资源,结合现代地质研究,南方是寻找我国先秦铸造铜器所用锡金属的重要地区。     

湖南益阳商代青铜角形器的科学分析与相关问题探讨

益阳谢林港出土了一件商代兽面纹青铜角形器,是上古铜器中少见的一类器物。由于考古信息缺失,利用金相显微镜、扫描电镜能谱仪和固体表面热电离质谱仪对该角形器进行科学分析。结果表明,器物为铸造成型,合金材质为锡含量16.54%的高锡含量青铜,铅同位素组成为高放射成因铅,其合金和铅同位素特征与中原殷墟二期铜器相同,结合器物纹饰,益阳青铜角形器应为殷墟二期的器物。殷墟二期铜器普遍具有高锡现象,表明商代晚期铸铜工匠对铜锡合金机械性能的认识达到了新的高度。商代晚期铜锡合金青铜器的大规模铸造是中国古代第一个用锡高峰,反映了古代锡金属开采和冶炼技术质的提升,在中国冶金史上具有里程碑意义。     

吉林大安后套木嘎遗址AⅣ区出土铜器的科学分析

对吉林大安后套木嘎遗址AⅣ区出土的74件铜器进行了科学分析。通过金相组织观察和扫描电镜能谱分析,表明当时的工匠已能够根据所需器物类型进行加工方式的调整,但铜器整体制作水平一般。器物的合金配比稳定,部分器物的型式相同,合金成分配比相似且出自于同一墓葬,推测为同批次铸造而成。该区域出土的铜器以铜锡合金和铜锡铅合金为主,兼有少量铜锡砷及铜锡砷铅的合金类型出现,推测含砷器物可能为含砷的共生矿冶炼而成或铜矿石搭配含砷的矿石一同冶炼而成。     

一批长安汉镜的金属技术研究

分析了一批长安(今西安)地区西汉至魏晋时期铜镜的合金成分和金相组织。结果显示,这些铜镜全部为含铅高锡青铜材质,其合金成分符合典型的汉镜合金配比。不同时期铜镜的成分较一致,反映了合金技术的稳定性。这种成熟的汉镜合金配比应形成于西汉中期,并为后世所继承。这批铜镜均为铸造成型,未受到淬火处理。结合历史信息和现代地质研究,对长安铸镜业使用锡料的来源进行了讨论。     

青海都兰县塔温搭里哈遗址铜器的初步科学分析

青海都兰县塔温搭里哈遗址是一处重要的诺木洪文化遗址,属于甘青地区晚期青铜时代遗址。对遗址的37件铜器进行了SEM-EDS和金相检测分析。结果显示,铜器有红铜和铜锡合金两种材质,红铜残器有19件,铜锡合金残器有17件;铜器加工工艺有铸造、铸后热锻、铸后冷加工等工艺,铜刀等工具类铜器都使用了铸后热锻或冷加工工艺,其它铜器为铸造工艺。这是首次对诺木洪文化铜器进行分析检测,可为研究诺木洪文化铜器的制造技术提供依据,进而为探讨甘青地区晚期铜器的技术及其发展变化提供依据。     

甘肃漳县墩坪墓地出土青铜器科学分析

对甘肃漳县墩坪墓地出土的39件铜器进行了科学分析。该批青铜器主要以铸造工艺为主,热锻、铸造后再加工工艺为辅。合金材质以Cu、Sn和Pb三种元素为主,还有少量以Cu、Sn两种元素为主,以及2件Cu、Sn、Pb、As为主的四元合金。另外在大多数铜器中还检测到少量或微量As元素,铅锡含量配比整体呈现锡含量高于铅含量的特点。As元素的出现,证明在东周时期以Cu、Sn、Pb三种元素为主要成分的青铜器物广泛传播的情况下,仍然有地区存在含砷的铜器。这批铜器的科学检测分析为研究西戎文化青铜器物的成型工艺和合金配比提供了更多的科学依据,丰富了西戎青铜文化的多样性。     

陕西汉中出土商代四足铜鬲的科学分析研究

陕西汉中曾出土大量商代青铜器，其中城固县龙头出土的一件商代四足铜鬲，造型独特，纹饰精美，是迄今所见唯一一件。分析了该器物的化学成分、金相组织和铅同位素比值。结果表明，该四足铜鬲为高铅铅锡合金，铸造成型；微量元素中银的含量较高，可能由铅矿引入；其铅同位素比值为商代常见的高放射成因铅，所用铅矿的产地与郑州、盘龙城、殷墟等遗址出土铜器相同，说明与商文化存在密切的关系。并从合金技术和铅同位素比值的角度讨论了汉中四足铜鬲的年代和来源。     

徐阳墓地出土青铜器焊料的检测分析

利用金相显微镜、扫描电镜能谱对洛阳徐阳村墓地西区出土的一件铜盘连接处的焊料进行检测分析,并且与目前已经公布的西周晚期到战国晚期的焊料成分的研究成果进行比较。西周晚期至春秋晚期出土的焊料有铅焊料、锡焊料以及铅锡合金焊料,而铅锡合金焊料以高铅低锡型合金较为常见。与春秋时期的铅锡合金焊料相比较,战国时期的铅锡焊料中同样以高铅低锡型合金较为常见。研究表明,徐阳墓地出土的铜盘连接处焊料为纯铅焊料,与春秋时期铅焊料、锡焊料及铅锡合金焊料的特征相吻合,因此认为徐阳墓地出土焊料为春秋时期的焊料。     

周原贺家遗址铜马车的矿料来源

周原地区是周文化的起源地,也是研究我国西周青铜器重点区域。采用扫描电镜能谱仪（SEM-EDS）和多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)对贺家遗址的铜马车进行成分分析和铅同位素比值分析,以探讨该铜马车的合金配比及矿料来源。成分测试结果显示周原贺家铜马车合金类型为锡青铜。同位素比值分析结果显示样品的铅同位素比值均属于普通铅的范围。通过与秦岭矿石进行对比,发现其铅同位素比值与陕西境内秦岭地区的数据较为接近,说明秦岭金属资源可能在西周得到开发。本研究为周原地区西周青铜器的矿料来源研究提供了新的科学依据。     

Influence of solidification conditions of billets of tin bronze BrO10C2N3 on its structure

Tin bronzes have found wide application in various branches of industry to fabricate parts operating under the friction conditions. For example, the distribution of the eutectoid component is regulated for bronze BrO10C2N3 when producing important parts. In this study, the influence of ingot casting and solidification conditions on the distribution and amount of eutectoid in the alloy structure is investigated. Several types of bronze casting into the water-cooled and uncooled mold, as well as when applying ultrasonic waves and without them, are tried out. These trials result in the development of casting tin bronze BrO10C2N3 into a combined casting mold situated in the ultrasonic field. The mold itself is a steel mold placed into a graphite filler with a heat-insulating insertion in the upper mold part. The results show that the application of a new technology make it possible to fabricate ingots in complete correspondence with requirements of the normative documentation and a high product yield over 70%.     

贵州务川出土东汉时期青铜器的矿料来源研究

贵州东北部的务川地区是中原文化向云贵高原传播的前沿地带,考古发现大量的两汉时期中原汉文化遗存,包括种类繁多的青铜器。本研究对务川地区3个遗址出土的15件东汉时期青铜器开展了合金成分和铅同位素分析。结果显示,务川东汉时期青铜器主要为铅锡青铜,铅同位素组成反映了青铜器中铅料的来源。务川东汉青铜器的铅料相较于务川西汉青铜器发生明显的转变,铅料来源较为复杂,至少存在四处矿产地,反映了东汉时期云贵高原多个铅矿得到开发。研究发现1件务川东汉青铜器具有高放射成因铅特征,其铅料可能产自滇东北昭通一带的高放射成因铅铅矿,这是目前该矿早期开采的重要证据。