当前位置: 铸造工艺 >> 铸造工艺介绍 >> 分水岭墓地青铜器的铸造工艺和矿料来源
分水岭墓身分于山西省长治市北城墙外,坟场领域东西长约2、南北宽约0.75公里。20世纪50~70年月对该坟场停止了屡屡钻研和挖掘,觉察墓葬余座,整理墓葬余座,期间从春秋中期持续至战国中晚期,出土铜容器、武器、乐器、车马器及杂器等件,为钻研东周期间墓葬轨制、文明特性供应了重要质料。
年,韩炳华、崔剑锋曾对分水岭坟场59件东周铜容器、乐器、武器、车马器等金相结构、合金成份及19件铜器的铅同位素比值停止了科学解析,并就制做本领和矿料根源停止了钻研,得到一些重要了解和成效。本文在往常钻研根基上,对分水岭坟场春秋中期墓葬M、M及战国初期墓葬M26和M部份铜器取样停止了金相结构、合金成份、锻造工艺及铅同位素比值解析,同时连接往常科学解析数据进一步议论了该坟场铜器械质、工艺及矿料根源特性。
一、样本形容
分水岭坟场年月为春秋中期至战国中晚期,往常科学解析铜器重要为战国期间,春秋期间铜器唯一铜鼎M:9一件。M和M是分水岭坟场重要的春秋中期墓葬,出土铜器对进一步了解东周期间社会改革及春秋中晚期晋国铜器品格变动、本领演进及晋系品格铜器构成均具备重要意义。本次取样解析铜器囊括4座墓葬的7件铜器,个中M26铜鼎2件、M铜鼎1件、M铜壶2件、M编钟2件。个中,M26、M均为战国初期墓葬。别的,取样时遵命最小干涉准绳,取样地方也尽也许筛选铜器残损之处或底部铸缝。
二、解析法子
金相结构察看:依照金相样本制备请求对收罗样本制样,行使OLYMPUSBX41M型金相显微镜对7件铜器样本金相显微结构察看和摄影。
合金成份解析:将实现金相结构判断样本从新抛光,行使EDAXOrbisMicro型X射线荧光能谱仪(ED-XRF)对7件铜器样本停止合金成份解析。思虑到样本侵蚀和成份偏析,解析时筛选3个不同地区探测,取平衡值做为最后探测事实。实践前提:铑靶,驱策电压40kV,电流~μA,CPS左右,有用功夫s,死功夫30%之内,测试光斑μm、1mm及2mm,无标样根基参数法。
锻造工艺观察:行使肉眼察看和纪录7件铜器表面合范范线、浇冒口、芯撑孔、铜芯撑、不同部位叠压干系、补铸陈迹等范铸特性,对铸型分范、锻造方法、芯撑配置、延续方法等停止决断和回复。
铅同位素解析:溶样后,行使VG-Elemental型多接受电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)对6件铜器样本停止铅同位素比值解析。测试经过中,行使国际铅同位素准则溶液NBS对仪器停止外部校订,每测试2或3个样本即测试一次NBS。Pb/Pb和Pb/Pb比值差错低于0.05%。
三、解析事实
1.金相结构
金相结构察看显示,本次探测的7件铜器均为铸构成型,金相结构根基特性是α固溶体树枝晶偏析,晶间散布较多(α+δ)共析体,部份共析体延续成网状(图一~图二),讲明锡含量较高。铅颗粒多呈不规定球状、椭球状、条状及小颗粒状散布(图三~图六)。
图一铜鼎M26:1金相结构
图二铜鼎M26:2金相结构图三铜鼎M:1金相结构图四铜壶M:16金相结构图五铜编钟M:27金相结构图六铜编钟M:34金相结构个中,铜壶M:15金相结构较为特别,为未统统退火的α固溶体和等轴晶结构,存在较多未统统溶解的(α+δ)共析体(图七)。
图七铜壶M:15金相结构别的,铜鼎M26:2金相结构中存在小批小颗粒自在铜堆积(图八),其是一种较为罕见的侵蚀表象,也见于三门峡虢国坟场、隰县瓦窑坡坟场等铜器中,普遍觉得与合金侵蚀亲密关系。详细景况见表一。
图八铜鼎M26:2金相结构表一分水岭东周坟场部份铜器金相结构判断事实
2.合金成份
成份解析显示(表二),7件铜器均为铅锡青铜材质,锡含量11.6%~19.6%,铅含量4.5%~14.1%。个中,M26两件铜鼎较为尤其,较之其余铜器,高锡低铅的成份特性较为显著。
表二长治分水岭坟场部份铜器ED-XRF合金成份解析事实(wt%)3.锻造工艺
无盖铜鼎M26:1体量较大,形制尤其,沿耳外撇,弧腹外鼓,足呈蹄形,底部略圆,口沿饰螭首四个,两耳表里均饰蟠螭纹,外腹满饰蟠螭纹与垂叶纹。两沿耳平分铸后与器身铸接,内腹邻接处看来三角形加紧筋(图九)。器身三额外范,外腹有三条竖直范线贯穿沿底,并与器底圆形范线邻接。口沿四个螭首和三蹄形足分铸后与器腹铸接,近器腹处看来清楚的微包裹陈迹(图一〇)。沿耳和外腹纹饰均为模印法制做,纹饰带中看来较多纹饰范错范陈迹(图逐个~图一二)。
图九铜鼎M26:1沿耳分铸铸接图一〇铜鼎M26:1器足分铸铸接图逐个铜鼎M26:1沿耳模印法纹饰图一二铜鼎M26:1螭首分铸铸接与螭首铸接铜盖鼎M:7。器盖弧形略鼓,上有三环钮。器身圆鼓,圆角方形附耳略外撇,底部近平,下承三蹄足。盖、腹均饰蟠螭纹。附耳、蹄足平分铸后与器身铸接,近器身处均看来微包裹陈迹(图一三~图一四)。器身铸型两额外范,外腹两条竖直范线贯穿口沿和器底圆形范线(图一五~图一六)。盖钮对开分型,横向分范。器足双侧看来竖直范线,对开分型。因纹饰带锈蚀严峻,是不是行使模印法不详。
图一三铜鼎M:7沿耳分铸铸接图一四铜鼎M:7器足分铸铸接图一五铜鼎M:7器腹两额外范图一六铜鼎M:7外腹范线铜钮钟M:20、M:24及M:27形制纹饰雷同,巨细相次,铸型均对开分型,浑铸而成。舞部看来长方形芯撑孔,内腹看来较多残留泥芯。钲间篆带和两鼓面饰内填云纹蟠虺纹,单位纹饰范陈迹清楚(图一七~图一八),均为模印法制做。
图一七铜钮钟M:20篆带纹饰错范陈迹图一八铜钮钟M:27舞部纹饰错范陈迹铜方壶M:15、M:16形制雷同,颈部附有双耳,仰莲瓣盖,内填蟠虺纹,颈腹部饰三周蟠虺纹,并以宽带相间。莲瓣与器盖分铸铸接,邻接处看来清楚的微包裹陈迹。器身铸型四额外范,并于颈部程度分范,分为高低两部份。内腹颈部看来一起凸棱(图一九),外腹对应部位也看来凸于器表的金属条带(图二〇)。颈腹部蟠虺纹均为模印法制做,纹饰带中单位纹饰范拼接陈迹清楚(图二一)。颈部两耳缺失,对应器腹残留小批灰白色焊料(图二二),申明应为镴焊延续。别的,外腹看来较多不规定方形或长方形垫片。
图一九铜方壶M:15内腹颈部凸棱图二〇铜方壶M:15内腹凸棱对应金属带图二一铜方壶M:15器腹纹饰错范陈迹图二二铜方壶M:16器耳镴焊焊料陈迹4.铅同位素比值
铅同位素比值解析显示(表三),6件样本均是Pb/Pb0.84的通俗铅,个中Pb/Pb数值领域为37.~38.,Pb/Pb数值领域为15.~15.,Pb/Pb数值领域为17.~17.,Pb/Pb数值领域为2.~2.,Pb/Pb数值领域为0.~0.。铅同位素比值散布散点图详见图二三。
表三长治分水岭坟场部份青铜器铅同位素比值解析事实图二三长治分水岭坟场部份青铜器铅同位素比值散布散点图四、关系议论
1.材质工艺
金相结构察看和合金成份解析事实显示,本次解析的7件分水岭坟场铜器均行使铅锡青铜锻造而成,铜容器、乐器的高锡合金特性(11.6%~19.5%)与往常解析事实根基一致,铅含量摇动领域也仍旧较大(4.0%~14.1%)。需求申明的是,ED-XRF解析事实显示铜鼎M26:1为含锡19.6%、含铅4.0%的铅锡青铜,与往常ICP-AES解析事实(含锡15.8%、含铅14.5%)存在必要不同。其原由有两个方面,一是解析法子不同致使的衡量差错,二是收罗样本的侵蚀程度不同和铅的不平匀散布,但两种法子对铜鼎高锡铅锡青铜材质的解析事实倒是一致的。
从锻造工艺角度看,春秋中期墓葬M出土三件铜钮钟均为浑铸法范铸而成,并在舞部配置泥芯撑,未觉察行使垫片陈迹。春秋中期墓葬M出土两件铜壶和战国初期墓葬M26、M出土三件铜鼎均为分铸法范铸而成,其器盖莲瓣、耳、足及螭首等附件均提早分铸,待浇铸主体器身时再将其嵌入器身铸型铸接或镴焊延续。别的,铜器普遍纹饰带中觉察模印法构成的单位纹饰范错范陈迹,申明行使模印法制做纹饰已遍及运用于铜容器、乐器等器类的纹饰制做。
总体来看,分水岭坟场M、M铜钮钟、铜壶的合金材质和成型法子、分范方法及器盖莲瓣延续方法等工艺本领特性与隰县瓦窑坡坟场春秋中期墓葬M29、M30铜钮钟、铜壶如同,讲来岁代也应相去不远。需求指出的是,分水岭坟场M器耳与器身主体镴焊延续,腹部纹饰行使模印法制做,而瓦窑坡坟场M30铜壶器耳与器身主体铸销延续,腹部纹饰未见模印法行使陈迹。再者,M三件编钟篆带纹饰均行使了模印法,而瓦窑坡M29、M30铜钮钟仅觉察一件鼓部纹饰行使了模印法。往常钻研讲明,春秋期间晋国铜器临盆具备较为精确的本领演进,本领简化趋势极其显然,分铸法、镴焊延续、垫片行使及模印法逐步成为合流工艺,督促此期间铜器临盆朝着合做化和批量化方位进展。仅就本领演从而言,M、M年月应略晚于瓦窑坡坟场M29、M30。
别的,铜鼎M26:1也值得
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