一批秦早期青铜兵器的科技分析.pdfVIP

·92· 文物保护研究新论(二) 一批秦早期青铜兵器的科技分析 赵丛苍卜，贾腊江1，金普军2，扬小刚1，凌雪1， 郭妍利2，金 兰3，邢惠萍2，王 肃4 (1．西北大学，西安；2．陕西师范大学，西安；3．西安博物院，西安； 4．西安唐皇城墙含光遗址博物馆，西安) 摘要：本文利用科技手段研究一批秦早期兵器，从金相组织、合金配比和铅同位素比值方面 探讨了它们的制作工艺特点和历史发展情况。金相组织分析表明其组织形态为铸造态，合金配 比分析显示sn含量在10％一18％，Pb含量在2．12％～9．83％，说明早期秦入已经掌握了制作 青铜兵器的关键技术，采用了科学的合金配比，积累了丰富的范铸技术经验。铅同位素比值反 映出西周时期的秦人已经有了自己的青铜冶铸业，使用着稳定的铅矿矿源。随着秦人的势力扩 张，这处铅矿也不断地输入到秦国属地。 关键词：青铜 兵器科技分析 秦国历经弱小到强大，最后建立了中国历史上第一个多民族的中央集权制国家。在这一过程中， o 早期秦人所作出的贡献是不容忽视的，早期秦文化也因此成为考古界关注的热点问题之一¨一3j 秦早期青铜器是早期秦文化的重要组成部分，特别是青铜兵器，不仅能够揭示秦早期青铜 冶铸技术的发展情况，也可反映出秦早期军事、政治和文化交流情况。本文利用科技方法研究 一批秦早期兵器，从金相组织、合金配比和铅同位素比值方面对其制作工艺特点和技术发展情 况进行探讨，以期为早期秦文化的深入研究提供重要参考依据。 1实验仪器和测试条件 1．1金相组织和成分分析 为了了解文物的金相组织特点，探讨其铸造工艺的特点，对选取的样品进行了金相学研 究。样品采集时遵循“最小介入、原真性”原则，在范缝、浇口、断1：I和突起等部位利用微型 切割机截取微量样品，做到不破坏文物原貌，不损害文物进一步修复(表1)。 实验操作在西北大学文化遗产保护技术实验教学中心和西北大学大陆动力学实验室进行。 青铜金相样品制备时采用了XQ一1型金相试样镶嵌机和PG一1型金相试样抛光机。金相形貌 初步观察时采用了CMM一30Z型金相显微镜，样品经过3％FeCl，盐酸酒精溶液浸蚀处理。 400 最后，利用西北大学大陆动力学实验室的FEIQuantaFEG型环境扫描电子显微镜系统 对抛光后的青铜器金相样品进行了背散射电子相观察。实验条件：高真空，加速电压为20kV， +作者简介：赵丛苍，男。现就职于西北大学文博学院，主要从事田野考古工作。 一批秦早期青铜兵器的科技分析 ·93· 放大倍数20～800。同时，并利用其配置的EDAX进行无标样定量成分测定。 1．2铅同位素比值分析 焦离子镜和无移动部件的多接收器，高性能陶瓷法拉第杯，高性能层状磁场，高离子化率的ICP， 减速离子镜过滤器，三个离子计数器，具有高灵敏度、高分辨率、高精度、高准确度的特点。 15．4963，聃Pb／。埘Pb=16．9405进行内部校正。 测试步骤为：1)将样品置于烘箱中，于105。C烘干2小时；2)从烘箱中取出样品，称取 盖旋紧溶样器钢套；4)将装有样溶样器放入烘箱中，于190。C保温加热48小时；5)待溶样器 凉冷，开盖，在电热于140。C将溶液蒸干，并转换成一定浓度的HCI，以便利用离子交换树脂 进样检测分析。 2实验结果和讨论 2．1金相组织和成分分析 2．1．1实验结果 2．1．1．1铜戈(凤付0926) 样品采集于铜戈(凤付0926)的刃部。金相显微镜镜检显示：样品偏析现象严重，仅呈树 枝状，呈现为铸造态组织。 利用扫面电镜能谱在低倍数下对样品进行大区域成分检测，数据显示：样品主要元素含量 为0．19％C、2．17％0、76．96％Cu、16．34％Sn、4．35％Pb，为高锡青铜。 样品背散射电子像显示：浅黑色基体为仅相，浅灰色的(仅+6)共析体呈网状分布在仅 相中；d相中分布着不规则形状的白色铅颗粒和黑色颗粒。能谱分析显示黑色相为纯cu颗粒。 ·94·