今天小編為大家?guī)砬嚆~是如何冶煉的?希望對(duì)你們能有所幫助。

　　談及青銅，人們腦海中最先浮出的畫面大多是雄偉莊嚴(yán)的后母戊鼎，是造型精美的四羊方尊，是寒光凜凜的越王勾踐劍，心中升騰起對(duì)古人高超制造技藝的欽佩。中國(guó)的青銅文明博大精深，今天希望這篇文章能夠帶領(lǐng)大家由“知其然”走向“知其所以然”，一起來領(lǐng)略古人的智慧結(jié)晶，看看青銅到底是如何冶煉出來的。

　　青銅器制造流程

　　青銅是什么

　　首先我們從化學(xué)的角度來看一下，青銅到底是什么。

　　銅，大家都不陌生，它是一種常見的金屬，初中化學(xué)課本里這樣描述，“常溫下帶有金屬光澤的紫紅色固體”。自然界中，銅礦的露頭處存在著含銅量高達(dá)98~99%的自然銅，也稱紅銅或純銅。它質(zhì)地柔軟，延展性好，無需加熱處理，鍛打加工即可獲得所需要的形狀，最早在公元前7000多年的中東地區(qū)，便有農(nóng)耕部落制造的紅銅裝飾物被發(fā)現(xiàn)。

　　青銅，廣義上指所有以銅為主要成分的合金，但在考古界，一般是指有一定比例錫、鉛的銅基合金。錫，是我們常常提到的“五金”——金、銀、銅、鐵、錫——之一，銀白色光澤的軟金屬;鉛，高密度柔軟的藍(lán)灰色金屬，但是常溫下在空氣中易氧化，表面會(huì)形成一層氧化膜。紅銅質(zhì)地比較軟，在鑄造時(shí)需要的溫度也較高，但在加入錫或鉛后形成合金，其熔點(diǎn)降低，硬度增加，顏色也由紅變白亮，雖然韌性有所損失，整體變得更脆，但是只要控制好比例，韌性能保持在一個(gè)合適的范圍。

　　19世紀(jì)30年代丹麥考古學(xué)家G·J·湯姆森提出人類物質(zhì)進(jìn)化史的分期概念，他根據(jù)人類在不同時(shí)代使用的生產(chǎn)工具，將人類文明歷史劃分為石器時(shí)代、青銅時(shí)代和鐵器時(shí)代。實(shí)際上，現(xiàn)代考古發(fā)掘證明，紅銅的發(fā)現(xiàn)與使用都在青銅之前，但是為什么歷史學(xué)家沒有劃定一個(gè)時(shí)期叫做紅銅時(shí)代呢?這主要是因?yàn)槿祟愂褂眉t銅的同時(shí)，也普遍使用著石器，紅銅制品大多都是一些小件器物，用于裝飾，對(duì)整體社會(huì)生活意義不大，也無法替代石器制品的使用，所以紅銅時(shí)代便沒有被考古學(xué)界廣泛接受。

　　此外還有很多人疑惑，為什么銅先于鐵被人類發(fā)現(xiàn)和利用呢?這主要是因?yàn)殂~色彩艷麗，易吸引人類的目光，且在自然界中存在天然礦藏，熔點(diǎn)也只有1087℃，更易進(jìn)行冶煉。而與之相反的鐵，自然界很少有自然鐵，它主要是以氧化物或者其他化合物的形式存在，鐵礦石與普通石料難以區(qū)分，此外鐵的熔點(diǎn)在1537℃，遠(yuǎn)高于銅，難以冶煉，即便從礦石中提煉出來，也是呈現(xiàn)海綿狀，不經(jīng)捶打，無法成材。綜上幾點(diǎn)，人類對(duì)金屬的冶煉和利用，先是從銅開始。

　　紅銅的冶煉

　　青銅是一種比較復(fù)雜的合金，含有多種元素，冶煉技術(shù)出現(xiàn)較晚，我們先來研究一下成分較為單一的紅銅的冶煉。

　　在自然界中，紅銅是天然存在的，因其顏色鮮艷，非常容易吸引人們的目光，世界上先在發(fā)現(xiàn)的最早的銅器就是由紅銅鑄造的，但在我國(guó)尚未發(fā)現(xiàn)。學(xué)者們推測(cè)，人類或許在最初是將紅銅礦石當(dāng)作普通石料進(jìn)行打磨，并發(fā)現(xiàn)了紅銅良好的延展性，它不似石頭那樣容易碎裂，而是可以捶打變薄，制成形狀各異的裝飾品。后來，人類又漸漸摸索出加熱到一定溫度后的紅銅會(huì)變軟，更易塑形，銅的熔點(diǎn)時(shí)1083℃，若設(shè)燒到制陶時(shí)的最高溫度(1000℃)，紅銅還可以熔化成銅水，冷卻凝固后能隨容器形成一定形狀。

　　但是紅銅在自然界中存量畢竟不多，與其共生的一種常見含銅礦石——孔雀石——也開始走向了人類的視野。孔雀石，化學(xué)分子式為Cu2(OH)2CO3，因其色彩與孔雀的羽毛相似，所以得名。它與紅銅礦石常常分布在一起，又因?yàn)轭伾c銅銹相近，所以考古學(xué)家們推測(cè)古代煉銅最早是從孔雀石開始的。人類開始嘗試將孔雀石投入爐火中，在木炭存在的情況下加熱到1083℃時(shí)，銅便經(jīng)由氧化還原反應(yīng)而制得，反應(yīng)式如下：

　　自此，人類開始掌握了紅銅的冶煉方法，但是紅銅金屬熔液難以鑄造成型，易吸收空氣，成型后器物制品往往帶有氣眼，表面粗糙，硬度也不足，很大程度上限制了其應(yīng)用。

　　青銅的冶煉

　　青銅是怎樣被發(fā)明出來的，考古學(xué)家們有兩種推測(cè)：

　　一種觀點(diǎn)認(rèn)為，青銅是在冶煉紅銅的長(zhǎng)期實(shí)踐中逐漸摸索出來的。最初從礦石中冶煉出來的紅銅并不非常純，其中含有一些雜質(zhì)，如少量的鉛、錫、鐵等，但因?yàn)殂U、錫含量很低，還不能稱為青銅。可是人們無意中發(fā)現(xiàn)這種合金的機(jī)械性能要強(qiáng)于紅銅，從而進(jìn)一步開始有意識(shí)地向紅銅中添加錫從而配制出青銅。

　　另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，青銅冶煉可能是人類在采掘金屬礦時(shí)，用火燒燒烤巖石，然后澆水，使礦石裂縫。錫青銅含錫25%時(shí)，熔點(diǎn)只有800℃，當(dāng)?shù)V石是銅錫共生礦時(shí)，在800℃左右的木炭或者干柴火焰中，便能獲得青銅。

　　這兩種觀點(diǎn)都有一定的道理，在學(xué)界都獲得了廣泛支持。

　　中國(guó)的青銅冶煉

　　我國(guó)青銅冶煉大致分為以下三個(gè)步驟：選礦、初煉、精煉。現(xiàn)在的考古發(fā)現(xiàn)表明，大多情況下，開采礦石與初煉是在銅礦產(chǎn)地進(jìn)行的，而精煉和鑄造則會(huì)運(yùn)抵他處進(jìn)行。

　　1. 選礦

　　我國(guó)銅儲(chǔ)存量非常大，最早于《管子·地?cái)?shù)篇》有這樣一段記載：“出銅之山，四百六十七山，出鐵之山，三千六百九山。”據(jù)說古代神話女媧補(bǔ)天所用的五色石——赤銅礦(紅)、孔雀石(綠)、藍(lán)銅礦(藍(lán))、黑銅礦(黑)、石英(白)——就是銅礦及其伴生的脈石。古代人根據(jù)經(jīng)驗(yàn)尋找銅礦，顏色青綠的孔雀石，伏地生長(zhǎng)的紅色銅草都是找礦的標(biāo)志。開采后的銅礦石一般需要人為進(jìn)行挑選，篩出雜質(zhì)較少的礦石進(jìn)行初煉，但商代大概主要是從孔雀石銅礦中煉銅，孔雀石含銅量高，也可能不經(jīng)富選直接入爐冶煉。

　　2. 初煉

　　銅礦石接下來需要加以破碎，然后與充作燃料和還原劑的木炭一起投入爐中，將溫度升至1100℃進(jìn)行初煉，煉得的銅液凝固即得粗銅。粗銅一般仍含有較多雜質(zhì)，還需進(jìn)行下一步精煉提純。

　　3. 精煉

　　精煉時(shí)，粗銅被放入熔銅設(shè)備中進(jìn)行熔化，且根據(jù)所要鑄造的器具種類不同，加入一定比例的錫鉛等合金成分，來調(diào)節(jié)青銅的性能。加入錫鉛的操作，或稱為“調(diào)劑”，其分量最早在《周禮·考工記》中有所記載：“六分其金而錫居一，謂之鐘鼎之齊;五分其金而錫居一，謂之斧斤之齊;四分其金而錫居一，謂之戈戟之齊;三分其金而錫居一，謂之大刃之齊;五分其金而錫居二，謂之削殺矢之齊;金錫半，謂之鑒燧之齊。”

　　精煉銅使用的工具在不同時(shí)期，形制多有差異，其中最為人所熟知的當(dāng)屬“將軍盔”。“將軍盔”為陶質(zhì)坩堝，周身呈赤紅色，由紅土燒制而成，因形狀與后世倒放的頭盔相近，故而被當(dāng)時(shí)參加殷墟考古的工作者取做此名，下圖即為安陽出土“將軍盔”。精煉時(shí)，粗銅與木炭便是置于其中，在炭火之上或陶窯之中加熱，某些出土的坩堝片上還留有小孔，專家推測(cè)可能是曾連接陶管，向內(nèi)鼓氣助燃之用。

　　安陽殷墟出土“將軍盔”

　　關(guān)于精煉時(shí)的爐溫，《周禮·考工記》也有文字記載：“凡鑄金之狀，金與錫黑濁之氣竭，黃白次之;黃白之氣竭，青白次之;青白之氣竭，青氣次之;然后可鑄也。”在這里“金”即指銅，銅錫合金在精煉過程中，先是原料中所附著的碳?xì)浠衔镞M(jìn)行燃燒，生成黑濁的氣體;接下來隨著溫度的升高，一些氧化物、硫化物和金屬揮發(fā)出來，形成黃白、青白之氣;當(dāng)這些雜質(zhì)都?xì)饣瘬]發(fā)之后，火焰呈青色時(shí)，青銅就制得了。“爐火純青”一詞就來源于此，指青銅精煉時(shí)的火候溫度，這種根據(jù)火焰的顏色來進(jìn)行判斷的方法，也被視為化學(xué)中火焰鑒別法的開端。

　　青銅冶煉在中國(guó)的發(fā)展

　　在中國(guó)，青銅時(shí)代大體是指夏商周三代，此時(shí)世界范圍內(nèi)的青銅冶煉工藝均為火法煉銅，這一面貌直至我國(guó)濕法煉銅的技術(shù)發(fā)明后才被改變。最早在西漢劉安的《淮南萬畢術(shù)》中曾有“曾青化鐵為銅”的記載，曾青又稱膽礬，指天然硫酸銅或其他可溶性銅礦物。將鐵放入膽礬溶液中，發(fā)生置換反應(yīng)，膽礬里的銅離子被金屬鐵置換制得單質(zhì)銅，其化學(xué)反應(yīng)式如下。到宋代時(shí)，濕法煉銅被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)，并成為我國(guó)生產(chǎn)銅的主要方法之一。

　　在我國(guó)，青銅不僅與生產(chǎn)生活息息相關(guān)，青銅器還成為了祭祀和權(quán)力的代言。青銅禮器要按照階級(jí)來使用，不可越級(jí);傳說中大禹鑄造九鼎，夏、商、周三代流傳，成為王權(quán)的象征，“問鼎”一詞沿用至今。青銅文明在整個(gè)中國(guó)歷史長(zhǎng)河中熠熠生輝，透過一件件精妙絕倫的器具，我們穿越了時(shí)光的限制，望見千年前的吉光片羽。