新发现|秦陵出土青铜剑并未使用镀铬防锈技术

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新发现|秦陵出土青铜剑并未使用镀铬防锈技术

2024-07-16 19:17| 来源: 网络整理| 查看: 265

秦始皇帝陵博物院藏

1996年,由秦始皇兵马俑博物馆编纂出版的《秦俑学研究》一书中,也有相似的内容:

“在外国,一九三七年德国才发明了镀铬工艺。镀铬防锈法的普遍使用则是最近数十年的事,防锈时间一般能保持六十年。秦代青铜剑的发现,证明我国远在二干一百年前已经开始使用铬盐氧化法,而且至今仍未失去保护作用。”

《Scientific Reports》在线发表的这项由中外学者共同参与的最新研究,否定了上述说法。

▲《Scientific Reports》在线发表之论文截图

研究分析了大量的出土武器、土壤及相关材料样本,还做了铬涂层处理实验、青铜器加速老化实验,尝试回答如下几个问题:

(1)武器表面存在铬的概率是多少?

(2)表面存在铬与青铜武器的长久保存之间有无相关性?

(3)铬的来源在哪里?

(4)武器表层的铬是有意为之的吗?

最后得出的结论是:

(1)在464个武器部件中,只有37个检测到了铬的浓度≥0.1%,这证明铬的存在并不普遍。

(2)铬与青铜武器的长久保存没有关系,真正起作用的是青铜含锡量较高成分稳定,且埋藏地的黄土酸碱度合宜,土壤颗粒非常小能阻碍金属腐蚀所需的通气和湿度。

(3)铬的主要来源是漆。当年修筑秦陵时,曾用漆对兵马俑和武器上的非金属部件(比如木制剑柄、剑鞘)进行涂层。所以,与这些部件相近的金属表面常能发现铬,反之则极少发现。至于漆中铬的来源,尚需进一步研究。

(4)秦代工匠并未掌握用铬为金属防腐的技术,金属表面的铬是埋藏后受到污染所致。

▲秦陵出土的青铜剑

图片引自《Scientific Reports》在线发表的论文

其实,类似的质疑并非始于今日。

比如,1996年,学者何堂坤在《考古》杂志刊文,公布了自己对6件表面含铬青铜器的检测结果。根据这些检测结果,何认为:

“今分析的6件试样原系镀锡器物, 并未进行过人工铬化处理, 表面上的铬是在使用、埋藏过程中偶然渗人的, 试样表面的诸般色态、是自然腐蚀造成的。秦俑坑铜镞、满城汉墓铜镞表面铬分布状态与这6件试样十分相似, 唯颜色存在较大差异,同样很难排除自然污染的可能性。”

具体的理由有5点:

(1)事例很少。包括何本人测验的6件青铜器在内,“今知(指1996年)我国古代表面含铬的青铜器试样总共不到10件,……十多年来一直没有增加”。

(2)这些青铜器表面的含铬量较低。“6件试样10个分析点的平均成分为1.065%,最高含铬量只有2.170%”。

(3)把这些铬说成刻意人为,动机很难理解。对青铜器的表面进行处理,要么是为了装饰,要么是为了防腐。但研究的6件含铬样品颜色不一,有乳灰色、灰白色、青灰色、灰绿色、灰黑色,不是用铬来装饰着色应有的现象;样本里有镞,镞是大量消耗之物,并无防腐必要,而且真要防腐镀锡就可以了,“含铬表面的抗蚀能力未必胜过镀锡表层”。

(4)青铜器表面的含铬量不均匀。如果是为了装饰或防腐的需要,这种现象很不合理。

(5)镀铬技术缺乏文字记载。其他镀锡、镀金、镀银技术,均可在古籍中找到依据。

较之以往的质疑,本次《Scientific Reports》在线发表的研究论文,给出了更细致的数据和更准确的分析,结论也变得更为可信。

▲秦陵铜车马

秦始皇帝陵博物院藏

除了“秦俑坑青铜剑镀铬防腐”,上世纪70年代还曾流行过一种学术意见,认为越王勾践剑千年不锈,是因为剑身“采用了硫化表面处理技术”。此说如今也已被证伪。

据湖北省博物馆考古学者后德俊的研究,越王勾践剑之所以保存完好(并非完全不生锈),真实原因有三:

(1)古剑含铅量很低,作为古剑主要成分的铜,是一种不活泼的金属。

(2)古剑埋藏环境稳定,与外界几乎处于隔绝状态,且墓坑内充满呈中性的积水,水中含氧量极少。

(3)越王勾践剑出土时插在剑鞘中,剑鞘为木制,保存完好,剑身与剑鞘吻合度很高,隔绝了剑身与外界固体物质的接触。

其中,第二点是最主要的原因。

事实上,只要具备好的埋藏环境,普通青铜工具也可以历时千年保存完好,比如“1974年在湖北大冶铜录山古矿井出土的大铜斧(其中含铜90.27%、锡6.25%),是生产劳动工具。表面既未经过表面处理,工艺上也不像古剑那样经过了精心制造,由于埋在很深矿井下的淤泥中,出土时虽有些锈蚀,但其表面依然呈现出铜的本色。”相反,越王勾践剑出土后,离开了原来的埋藏环境,“剑身表面的光泽,现在都不如出土时明亮了”,“它们的表面已经在缓慢地生锈”。

▲越王勾践剑

湖北省博物馆藏

至于越王勾践剑表面硫化物,据后德俊的解释,应是尸体腐烂分解产生的硫或硫化物污染了剑身,“勾践剑部分表面硫的存在就是这些含硫物质与该剑表面相互作用的结果。”

2018年初央视播出的文博节目《国家宝藏》中,来自湖北省博物馆的专家,在谈及越王勾践剑为何“千年不腐”(是不腐,并非不锈)时,已不再提所谓的“硫化表面处理技术”——新技术证实,剑身表面含硫部分,所受腐蚀其实更严重。

本文转载自公众号短史记(id:tengxun_lishi)

文|谌旭彬

图文版权归原机构或作者所有

审核|方天戟

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