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金相分析
青銅器是我國(guó)商周時(shí)期留存下來(lái)的典型文物，有著極高的觀賞、收藏和學(xué)術(shù)研究?jī)r(jià)值。近年來(lái)，隨著文物收藏?zé)岬那娜慌d起，各種文物贗品、偽品和仿冒品不斷出現(xiàn)，由于復(fù)制技術(shù)的日益精湛，使文物真?zhèn)蔚蔫b定，僅憑經(jīng)驗(yàn)和眼觀手摸更顯得非常困難了。 那么，判斷文物真?zhèn)危袥](méi)有科學(xué)的鑒定手段呢？答案當(dāng)然是肯定的。通常，對(duì)于那些經(jīng)考古發(fā)掘出土的青銅器，考古學(xué)家們自有一套斷代的方法。對(duì)于傳世品及征集的青銅文物，熱釋光斷代是一種較為有效的方法。但是此法亦有其局限性。該法鑒定的主要對(duì)象為燒制過(guò)的陶瓷器等，當(dāng)然，許多金屬器保存下來(lái)的范土，也可用于鑒定。但器物上有殘留范土的青銅器原本就不多，更何況樣品需要量相對(duì)也較大，某些造假高手也會(huì)采用射線輻照法干擾熱釋光分析的準(zhǔn)確性。另外熱釋光儀價(jià)格高昂，鑒定周期長(zhǎng)，也給鑒定工作的普及帶來(lái)一些麻煩。其實(shí)在這一領(lǐng)域里，金相鑒定方法是大有可為的。金相學(xué)是一門研究金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)及其在不同的鑄造、加工和熱處理?xiàng)l件下金屬組織的形成和轉(zhuǎn)變規(guī)律的學(xué)科。作為主要研究手段的金相顯微鏡是觀察金屬內(nèi)部組織的專門儀器，借助于它的幫助，可以觀察到金屬內(nèi)部的各種組織形態(tài)。大家知道，用來(lái)制作青銅器的材料是銅與錫、鉛等幾種金屬的合金。在鑄造不同的器物時(shí)，合金的銅、錫、鉛比例也不盡相同，其錫、鉛含量大都在30%以下。從銅--錫合金相圖上可以看到，處于此一成分范圍內(nèi)的合金，其室溫下的平衡相組織應(yīng)是（α+ε）的共析組織，但是實(shí)際生產(chǎn)中的鑄造青銅組織與平衡相圖有很大的不同。這是因?yàn)樵诖顺煞址秶鷥?nèi)銅--錫二元合金的結(jié)晶間隔很大，加上錫在銅中的擴(kuò)散速度極慢，青銅的鑄造過(guò)程也是在較大過(guò)冷條件下完成的，這將導(dǎo)致δ-相區(qū)顯著向銅側(cè)偏移，以致含錫量在α單相區(qū)內(nèi)的錫青銅也會(huì)出現(xiàn)δ-相，于是我們?cè)诮鹣囡@微鏡下觀查到的錫青銅鑄造組織便都是鑄造樹(shù)枝晶組織。由α固溶體和（α+δ）共析體構(gòu)成，其中α固溶體為先共析相，是為錫青銅的基體組織，（α+δ）共析體是由α-相分解得到，形狀不規(guī)則，內(nèi)有斑紋。未經(jīng)浸蝕的δ-相在明視場(chǎng)下觀察時(shí)呈淺藍(lán)色。 從理論上講，如果遵循平衡相圖，δ-相在350℃以下將要發(fā)生δ→（α+ε）的共析反應(yīng)過(guò)程，生成（α+ε）相，但是由于錫原子在銅中的擴(kuò)散極為困難，室溫下δ-相的共析轉(zhuǎn)變幾乎不可能進(jìn)行。盡管如此，但也不能否認(rèn)此時(shí)合金相的組成是處于一種不平衡狀態(tài)，它具有向平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變的內(nèi)在潛力。而能促成這一相變過(guò)程的因素是溫度和時(shí)間。古代青銅器大都是鑄造成型后稍加修飾即投入使用，很少進(jìn)行其他熱處理加工工藝。所以，可促成相變過(guò)程的因素只有時(shí)間了，如果有足夠的時(shí)效過(guò)程，這種轉(zhuǎn)變應(yīng)該能逐漸實(shí)現(xiàn)，那就可能給我們提供一個(gè)鑒定古代青銅器的依據(jù)。毋庸置疑，商周時(shí)期的青銅文物保存到今天，都經(jīng)過(guò)了幾千年之久的時(shí)效過(guò)程，這漫長(zhǎng)的歲月給錫原子在合金中進(jìn)行擴(kuò)散提供了充足的時(shí)間條件。筆者通過(guò)十幾年來(lái)對(duì)大量青銅器的金相觀察后，發(fā)現(xiàn)確實(shí)有許多青銅器的顯微組織不同于通常的鑄造青銅組織。在這些觀察中，可發(fā)現(xiàn)有許多的樣品都存在著數(shù)量不同的“純銅晶?！?。說(shuō)它是純銅，因?yàn)樵陔婄R下對(duì)其做的微區(qū)成分分析表明，其銅含量幾近100%。 |
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