銅是人類最早使用的金屬之一。在我國(guó),銅的使用歷史悠久,形成了中國(guó)古代獨(dú)具特色的青銅文化。史前時(shí)期,黃河流域龍山文化、馬家窯文化就開始使用銅器。青銅出現(xiàn)后,無(wú)論是純銅(即紅銅)還是砷銅等銅的合金,都由于機(jī)械性能不夠優(yōu)良,最終被青銅取代。僅僅是商周青銅器,就憑借其雄偉的造型、古樸的紋飾、精美的工藝而著稱于世,堪稱國(guó)之瑰寶。
縱觀世界歷史,即便銅最先被人類發(fā)現(xiàn)和使用,但世界各地只出現(xiàn)了“青銅時(shí)代”,而沒(méi)有“紅銅時(shí)代”。這是為什么?
一、青銅是如何被發(fā)明的?
首先,我們要明白“青銅”是什么?它是紅銅(純銅)與錫或鉛的合金,因?yàn)轭伾嗷?,故名青銅,熔點(diǎn)在700-900℃之間,比紅銅的熔點(diǎn)(1083℃)低。含錫10%的青銅,硬度為紅銅的4.7倍,性能比紅銅好。
那么,性能如此優(yōu)良的青銅,是如何被發(fā)明,并且投入使用的?
相關(guān)專家學(xué)者曾經(jīng)對(duì)此做了一系列研究,終于發(fā)現(xiàn)了古人發(fā)明青銅的方法:
首先,古人可能在冶煉紅銅的長(zhǎng)期實(shí)踐中,逐漸發(fā)明了青銅。
古人在認(rèn)識(shí)了“銅”這一金屬之后,為了用銅礦石煉出紅銅,就不斷地進(jìn)行實(shí)踐,煉出的紅銅還是會(huì)有一些雜質(zhì),比如少量的鉛、錫、鐵等。這種雜質(zhì)的含量可能會(huì)隨著人們冶煉技術(shù)的提高,含量越來(lái)越少,當(dāng)然,它肯定不是大名鼎鼎的青銅。
在長(zhǎng)期的實(shí)踐中,有些冶煉工人就會(huì)在無(wú)意識(shí)中認(rèn)識(shí)到這種“合金(當(dāng)時(shí)應(yīng)該被認(rèn)為是含有雜質(zhì)的銅)”的性能,并且會(huì)逐漸認(rèn)識(shí)到這種“合金”比紅銅有更好的性能。既然有了這種認(rèn)識(shí),古人必然會(huì)想方設(shè)法冶煉青銅。比如,先冶煉出紅銅,然后再加入錫、鉛等金屬,銅調(diào)整配方,最終配制出青銅。
古代采礦場(chǎng)景
其次,古人可能是在開采金屬礦的過(guò)程中,無(wú)意間發(fā)現(xiàn)了青銅。
古代人開采金屬礦,通常會(huì)用到一種方法:用火燒烤巖石,然后澆水,使礦石裂縫。我們知道,錫青銅含錫25%時(shí),熔點(diǎn)只有800℃,如果礦石是銅錫共生礦,那么,在800℃左右的木炭或干柴火焰中,要想得到青銅并不困難。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)積累,采礦工人是會(huì)認(rèn)識(shí)到這種“青銅的”優(yōu)越性。只要能認(rèn)識(shí)到青銅的價(jià)值,他們就會(huì)有意識(shí)地提煉青銅。
銅在社會(huì)生活中占有重要地位,曾深刻地影響了古代社會(huì)的發(fā)展進(jìn)程。人類最先使用的金屬應(yīng)該是在自然界中能直接找到的,如自然金、自然銀和自然銅。但是,青銅一經(jīng)發(fā)明,便被迅速地應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。人們放棄了紅銅,這是為什么?
二、青銅與紅銅有何區(qū)別?
青銅是金屬冶鑄史上最早的合金,早期是指銅錫合金,后來(lái)把除了黃銅、白銅以外的銅合金都稱為青銅,可以分為錫青銅和特殊青銅(就是無(wú)錫青銅)兩類。比如,由錫為主加元素的銅錫合金,又稱為錫青銅。特殊青銅是指用其它元素來(lái)取代錫,這就是無(wú)錫青銅,鋁青銅、鉛青銅等無(wú)錫青銅,都具有更高的機(jī)械性、耐磨性與腐蝕性。
紅銅又稱“紫銅”,是從顏色上區(qū)別的。氧化前,紅銅色澤比青銅亮,青銅略帶青色或黃色偏暗;氧化后,紅銅變?yōu)楹谏?,青銅則是青綠色或者巧克力色。紅銅具有很好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,塑性極好,易于熱壓和冷壓力加工,大量用于制造電線、電纜、電刷等要求導(dǎo)電性良好的產(chǎn)品。
虎食人卣(yǒu)
青銅是人類歷史上一項(xiàng)偉大的發(fā)明。青銅發(fā)明后便盛行起來(lái),從此人類歷史也就進(jìn)入新的階段——青銅時(shí)代。青銅具有熔點(diǎn)低、硬度大、可塑性強(qiáng)、色澤光亮等特點(diǎn),非常適用于鑄造各種器具。以司母戊大方鼎、虎食人卣(yǒu)、四羊方尊、廣漢古蜀人雕像、毛公鼎、青銅編鐘等為代表的青銅器,則代表了中國(guó)青銅工藝的最高水平。
三、青銅為什么可以取代紅銅?
從世界范圍看,青銅都是逐漸取代了紅銅(及砷銅)的。這是為什么呢?青銅比紅銅有哪些優(yōu)越性?小編做了如下總結(jié):
(一)熔點(diǎn)低
在物理學(xué)和化學(xué)性質(zhì)上,一般合金熔點(diǎn)比原來(lái)的金屬熔點(diǎn)低;硬度比原來(lái)的金屬硬度高;體積比原來(lái)的金屬略漲大。銅錫合金的青銅也是如此。紅銅熔點(diǎn)為1083℃,若加錫15%,熔點(diǎn)就降低到960℃;若加錫25%,熔點(diǎn)就會(huì)降到800℃。因此,這種溫度條件顯然要比冶煉紅銅更容易得到。
(二)硬度較高
紅銅硬度是35度,如果加錫5-7%,就增高到50-60度,若加錫7-9%,即增高到65-70度。若加錫9-11%,就會(huì)增高到70-80度,比紅銅硬度提高一倍以上。這樣就可以克服上述紅銅那種質(zhì)地較軟的缺點(diǎn)。
同時(shí),由于青銅硬度隨著加錫量成正比地提高,人們可以根據(jù)不同器類的需要進(jìn)行增減,選擇各種不同的比例,鑄造出合金硬度不同的器物。
(三)易于鑄造
紅銅的鑄造性能不良,易吸收空氣,在合范翻鑄時(shí)所成的制品往往帶有氣眼,表面粗糙。青銅在熔化時(shí)成為液態(tài),流動(dòng)性很強(qiáng),無(wú)孔不入,冷凝時(shí)體積略有漲大,可以填滿器范,填充性好,且很少有氣孔。
四、青銅時(shí)代是一個(gè)什么樣的時(shí)代?
青銅時(shí)代以使用青銅器為標(biāo)志,青銅器在人類生活中占據(jù)重要地位,青銅時(shí)代到底是什么?如何界定呢?
“青銅時(shí)代”這個(gè)詞,最初是由丹麥考古學(xué)家湯姆森提出的,他在1816年被任命為國(guó)家博物館的首席館長(zhǎng)后,將館藏文物按制作材料進(jìn)行了分類,并依照其材料劃分出石器、青銅器和鐵器三個(gè)相互銜接的時(shí)代。后來(lái),湯姆森在《北歐古物導(dǎo)論》中對(duì)此做了詳細(xì)講述。
青銅編鐘
青銅時(shí)代處于銅石并用時(shí)代之后,早于鐵器時(shí)代之前,在世界范圍內(nèi),大約從公元前4000年開始,直至公元初年結(jié)束。世界各地區(qū)進(jìn)入青銅時(shí)代的年代有早有晚。
伊朗南部、美索不達(dá)米亞一帶,在公元前4000-前3000年已使用青銅器,歐洲在公元前4000-前3000年,印度和埃及在公元前3000-前2000年,也有了青銅器,埃及、北非以外的非洲使用青銅較晚,大約不晚于公元前1000年-公元初年,美洲直到將近公元11世紀(jì),才出現(xiàn)冶銅中心,中國(guó)則在公元前3000年前,掌握了青銅冶煉技術(shù)。
在青銅器時(shí)代,青銅鑄造業(yè)形成幾個(gè)重要的地區(qū),這些地區(qū)成了古代文明形成的中心。
在我國(guó),青銅時(shí)代是指夏商周三代所對(duì)應(yīng)的時(shí)代。這一時(shí)期,青銅被推廣到社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計(jì),已出土的商代和西周時(shí)期的,鑄有銘文的青銅器,有上萬(wàn)件之多,沒(méi)有銘文的銅器更數(shù)倍于此數(shù)。
在青銅時(shí)代,中國(guó)已經(jīng)建立了國(guó)家,有了發(fā)達(dá)的農(nóng)業(yè)和手工業(yè),并且漢字也已經(jīng)發(fā)展成熟,具有劃時(shí)代意義的青銅冶煉鑄造技術(shù),是在紅銅冶鑄的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。中國(guó)的青銅藝術(shù)品顯示了,綿延一千五百多年的中國(guó)青銅器,它的萌生、發(fā)展和變化的歷史。