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地理知识 | 青铜器到底是什么颜色?

2017-10-30 CNG 中国国家地理

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有的青铜器是青绿色的,有的又是黑色的,都是青铜器,为什么颜色有这么大的差别?所谓青铜器,不应该是青绿色的吗?



首先,我们要了解

青铜器发展的历史和制作方法


我国中原地区的青铜时代约始于公元前21世纪,怎么样才能制作出精美的青铜器呢?

先秦手工艺专著《考工记》说“金有六齐,六分其金而锡居一,谓之钟鼎之齐;五分其金而锡居一,谓之斧斤之齐;四分其金而锡居一,谓之戈戟之齐;三分其金而锡居一,谓之大刃之齐;五分其金而锡居二,谓之削杀矢之齐;金锡半,谓之鉴燧之齐⋯⋯”

   

这段话说明早在战国时期,古人已掌握了青铜器的使用性能与铜、锡配比的关系:纯铜制成的器物太软、易弯曲,如果把锡与铜熔炼制成铜锡合金,就可提高铜器的硬度。

     

另外,铅的加入则可增加青铜熔液的流动性和冲型性能,也就是说,铸造出来的青铜器纹饰会更加细腻,所以古代青铜器主要指铜与锡、铅的合金,而不同合金组成的青铜器除具有不同的机械性能外,还具有不同的颜色。


然后,我们要搞清楚

“颜色”是怎么回事儿


青铜器颜色变化示意图

非发光物体的颜色,是物体反射光在正常人眼里引起的色觉反映,与其反射的光波波长相对应,而物体反射何种波长的光是由物体结构相的组成表面状况所决定的。比如纯铜对约700纳米波长有较高的反射率,这种反射率在人的眼中就呈现为橙红色。同样,锡呈银白色、铅呈带蓝色的银白色,而铜、锡和铅等元素组成的青铜合金的颜色与金属单质的颜色不同。


基于类似的化学性质,铅和锡可以无限互溶,铅锡合金的颜色基本保持不变,为银白色,但若被锈蚀以后会呈灰白色。铅在青铜器中不与铜锡合金互溶,呈颗粒状存在,可在一定程度上影响青铜器的色泽。在更大的程度上,青铜器的颜色主要由在铜中含量的多少来决定的。根据各地出土青铜器制品的实验观察及分析结果,我们发现随着锡含量的由少增多,青铜器的颜色沿红、黄、青、白方向变化。


冶金史研究者一般以3%含量为限,以确定青铜器是否为有意配制的合金。一般把杂质含量在2%以下的铜器称为“纯铜”制品,其颜色主要呈紫红、橙红或红色。而含锡10-16%的青铜器呈黄色,钟、鼎等礼器多用这种合金配制。随着斧、斤、戈、戟等工具和兵器对硬度的要求,青铜工具和兵器中锡的含量相应增加,其颜色也逐渐变化。



如今看到的青铜器表面的颜色

与青铜原本的颜色是不同的

这又是为什么呢?


金属氧化及颜色变化示意图

因为在室温下铜制品表面会被氧化生成红色的氧化亚铜,它附着在铜器的表面,不易剥离。在适宜的条件下,氧化亚铜又会生成黑色的氧化铜。而长期暴露于空气或埋藏在土壤中之后,铜的氧化物就会逐渐变成碱式碳酸铜和碱式硫酸铜等复盐,呈蓝绿色。所以从古到今,铜器表面的颜色可经历红色 — 红绿色 棕色 蓝绿色的变化过程。


当然,青铜器表面除了铜的锈蚀产物以外,还有锡、铅或铁等合金元素的锈蚀产物,如锡氧化后的二氧化锡呈白色,铅腐蚀后可生成白色的碳酸铅、氯化铅和黄色的氧化铅等,这些矿物与铜锈相互作用,青铜器表面呈现的颜色更是多种多样。


部分青铜器通体遍布褐色的铁锈

这又是什么原因呢?

青铜器表面锈蚀层显微组织

原来古人在炼铜过程中,有时候选择了含铁量较高的铜矿石,在冶炼高温的作用下,铁被部分还原而进入铜液之内,在后来精炼与合金熔炼过程中也没有去除这些铁,导致其留在青铜器当中。在青铜器锈蚀过程中,这些铁就可能形成一层褐色的铁锈,这样原本是黄色的铜器就变成褐色的“铁器”了。


另外,由于金属合金的颜色、光泽会增加它们的吸引力和价值,人们还可以通过在青铜器表面上进行镀锡、鎏金、镶嵌、彩绘等表面装饰来获得特定的颜色。



 思 考 

你第一时间想到的青铜器是?


内容来自:《中华遗产》2010年06月

特约专家 北京大学考古文博学院副教授 陈建立

责任编辑/张婷



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