湖北襄陽余崗、沈崗楚墓出土青銅器的檢測分析

晏德付 秦潁 孫升 王先福 陳千萬

（1.中國國家博物館文保院，北京 100006；2.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)科技史與科技考古系，安徽 合肥 230026；3.安徽建筑大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院，安徽 合肥 230026；4.湖北省襄陽市文物考古研究所，湖北 襄陽 441021）

余崗、沈崗墓地分別位于襄陽市高新區(qū)團山鎮(zhèn)余崗村北側(cè)和南側(cè)，地處漢水中游北岸兩條相鄰且同呈東西走向的低矮崗地上。兩墓地墓葬分布密集，時代上起西周，下至西漢，以東周楚墓為主，其中有20座是出土銅禮器的楚國中下級貴族墓。此外，周圍還有時代相當(dāng)或稍早、稍晚的韓崗、彭崗遺址和山灣、蔡坡、團山、卞營等數(shù)處墓地，這些墓葬區(qū)皆分布在鄧城遺址附近（春秋時期楚滅鄧后設(shè)立的邑）。本文對余崗、沈崗墓地出土部分青銅器、焊料進行物相和成分分析。結(jié)合分析結(jié)果，探討了從春秋中期楚國滅了鄧國，再到戰(zhàn)國晚期這段時間內(nèi)，該地青銅合金配比、加工工藝、制作技術(shù)等問題。

1 樣品及分析結(jié)果

1.1 樣品采集和處理

所分析的22件樣品主要來自余崗墓地，遍布墓地南區(qū)、西區(qū)、東區(qū)、北區(qū)，以鼎為主，兼有盒、缶、簠、盞等不同類型的器物。其中3件樣品采自附近沈崗墓地，分別為M4出土的鼎、盞和M65出土的鼎。樣品時間跨度較大，從春秋中期至戰(zhàn)國中期。以上所有樣品經(jīng)嚴(yán)格的表面處理后，分別進行XRF成分測試及金相組織分析。

1.2 XRF檢測及其結(jié)果

采用X射線熒光分析技術(shù)對樣品成分進行檢測，測試儀器為WD-1800型X射線熒光光譜儀（日本島津公司生產(chǎn)），采用4kW端窗銠（Rh）靶X光管，管口鈹窗厚度為75μm，管壓與管流分別為40kV/140mA，真空光路，測角儀定位重現(xiàn)性±0.0001°，最大掃描速度300°/min，樣品情況及分析結(jié)果見表1。

表1 余崗、沈崗楚墓青銅樣品XRF分析結(jié)果（%）

1.3 金相分析

從經(jīng)過XRF分析后的樣品上截取一塊下來進行金相分析，所有樣品均以縱截面為金相檢測面，樣品經(jīng)鑲樣機鑲好后，用不同粒度的砂紙逐級磨光，最后在拋光機上拋光，得到所要觀察的界面。為了最好地顯示真實的金相組織，采用拋光與侵蝕交替進行的操作方法。對樣品進行金相組織觀察，采用的是南京江南光學(xué)儀器廠制造的XJL-3型立式金相顯微鏡，部分樣品金相組織特征見表2。

表2 樣品金相鑒定結(jié)果

xy11基體為典型的α樹枝狀結(jié)晶，亮色已連成網(wǎng)狀者為（α＋δ）共析體，數(shù)量眾多。有一些小圓球鉛顆粒，可見鑄造氣孔存在鑄造images/BZ_108_1706_309_2122_621.pngxy12基體為α樹枝狀結(jié)晶，亮色部分為（α＋δ）共析體，數(shù)量較多。有較多大球狀鉛顆粒存在，可見硫化物夾雜及較多的自由銅顆粒鑄造images/BZ_108_1706_638_2122_950.pngxy17 基體為典型的α樹枝狀結(jié)晶，亮色已連成網(wǎng)狀者為（α＋δ）共析體，數(shù)量眾多?？梢娂?xì)小鉛顆粒存在 鑄造images/BZ_108_1706_966_2122_1278.pngxy18基體為典型的α樹枝狀結(jié)晶，亮色島嶼狀分布于枝晶間的為（α＋δ）共析體，數(shù)量較多，有些部分已連成網(wǎng)狀?？梢娂?xì)小鉛顆粒存在鑄造images/BZ_108_1706_1293_2122_1606.pngxy19基體為經(jīng)過再結(jié)晶的α固溶體等軸晶及孿晶，晶粒細(xì)碎。晶界有（α＋δ）共析體殘存。存在孔洞和灰色夾雜物鍛造images/BZ_108_1706_1620_2122_1930.pngxy20 基體為α固溶體，（α＋δ）共析體呈島嶼狀分布。小球狀鉛顆粒較多 鑄造images/BZ_108_1706_1950_2122_2263.pngxy22基體為α樹枝狀結(jié)晶，亮色部分為（α＋δ）共析體，呈島嶼狀、啞鈴狀、長條狀等形態(tài)分布，數(shù)量眾多。有較細(xì)小鉛顆粒存在鑄造images/BZ_108_1706_2275_2122_2587.png

金相檢驗顯示樣品多數(shù)為鑄造組織，其金相組織為α固溶體枝晶和（α+δ）共析體組織結(jié)構(gòu)。α枝狀晶晶內(nèi)存在偏析，α樹枝狀晶及（α+δ）共析體，組織的形態(tài)隨錫含量的不同而不同。既可以看到α樹枝晶間分布亮色島嶼狀形態(tài)的（α+δ）共析體組織（見樣品xy1的金相顯微照片），也可以看到（α+δ）共析體組織連成網(wǎng)狀的金相組織（見樣品xy2、xy10的金相顯微照片）。

鉛的形態(tài)存在較大顆粒狀鉛（見樣品xy9、xy12的金相顯微照片）與小顆粒鉛（見樣品xy4、xy17的金相顯微照片）散亂分布的兩種情況。在青銅合金中，鉛的形態(tài)、顆粒分布與其含量有直接的關(guān)系。

部分樣品能觀察到硫化物夾雜（見樣品xy9、xy12的金相顯微照片）以及自由銅顆粒（見樣品xy1、xy7、xy9、xy10、xy12的金相顯微照片）的存在，它們以顆粒狀彌散于基體上。

2 結(jié)果討論

通過對余崗、沈崗楚墓出土的部分青銅器進行成分和金相分析，可初步得出以下幾點結(jié)果：

老蔣得知八十六軍軍長莫與碩臨陣脫逃一事大為震怒，立即免了莫與碩和參謀長胡炎的職，要求押解重慶軍法審判。

第二，從所分析樣品合金的配比結(jié)果看，鑄造器物均為銅錫鉛三元合金。含銅量處于47.06%～85.09%這一范圍內(nèi)，有一半以上的器物銅含量低于74.50%，錫含量的變化范圍在8.93%～31.85%之間，錫含量超過30%的器物只有1件，含量在20%～30%的達到5件，大部分樣品含量都在11%～15%之間，低于10%的僅僅只有樣品xy10。鉛含量變化范圍較大，范圍為1.68%～29.09%。除銅、錫、鉛外，雜質(zhì)主要是鐵、硫、磷等元素。

從10余件鼎的合金配比來看，春秋中晚期的幾件錫含量很高，普遍在20%以上；從春秋晚期到戰(zhàn)國中期，錫的含量趨于穩(wěn)定，集中在12.34%～17.45%之間。根據(jù)錫青銅、鉛錫青銅的抗拉強度、硬度、延伸率與含錫量的關(guān)系，鑄造錫青銅的機械性能隨含錫量的增加而發(fā)生變化，其抗拉強度和延伸率先隨含錫量增加而提高，但當(dāng)含錫量大于6%～7%后，組織中出現(xiàn)硬脆δ相，延伸率迅速下降，強度則繼續(xù)提高。含錫量超過20%時，強度與塑性都變得很低，因此，20%以上的高錫青銅器性脆且易碎，這是由于組織中出現(xiàn)大量δ相造成的。從鑄造工藝的角度來講，經(jīng)工匠的不斷摸索，這一時期對于青銅器合金成分配比對器物特性的影響有了更深層次的了解，合金配比逐漸優(yōu)化，冶鑄工藝逐漸成熟。

第三，合金組織中鉛的尺寸、形狀及分布狀態(tài)對器物性能影響較大。錫青銅中加入一定量的鉛可以提高熔液的耐磨性及流動性，提高流滿率。鉛在青銅合金中以獨立相存在，熔點較低，在合金凝固的最后階段填補在枝晶間的空隙中，有利于鑄造棱角清晰、表面光潔的器物。銅錫合金中加入適當(dāng)比例的鉛能延長熱鍛時間，并能降低冷加工缺陷出現(xiàn)的概率。但過多鉛的加入會顯著降低青銅的機械性能。

從分析鑄造器物樣品來看，戰(zhàn)國之前鉛含量的變化較大，多數(shù)在10%以上，有幾件器物鉛含量甚至達到20%以上。而到了戰(zhàn)國時期，鉛含量逐漸趨于穩(wěn)定，基本在10%以下。這種變化是源于工匠對工藝的不斷摸索，逐漸掌握了合金配比性能，還是受原材料的供應(yīng)影響，研究還需要更多數(shù)據(jù)支持。

第四，樣品xy13是把簠耳與簠身連接起來的焊料，錫、鉛含量較高，分別是43.85%與51.16%，為接近各半配比的鉛錫焊料，已接近其共晶點的成分組成（共晶點的錫鉛比為61.9∶38.1）。鉛錫焊料的優(yōu)點是熔點低，便于低溫下補鑄或焊接，且固化后的組織非常均勻，外表也很光亮，強度和硬度也較佳，焊接性能遠(yuǎn)優(yōu)于純錫或純鉛焊料。

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⑩張吉，梁超，王志剛，等.襄陽余崗墓地出土青銅容器的金相及成分分析[J].江漢考古，2019（3）：126-134，102.

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