秦俑坑出土的铜铍.docx

秦俑坑出土的铜铍青铜 铍、矛、殳千百年来，人们常常为金色器物产生锈蚀而苦恼。近代一些金属制品复合的工业设备、桥梁、建筑机件往往因锈蚀而毁于一旦的事实，也是不乏其例的。 探求金属表面抗锈耐腐，延长设备和用具的寿命，就成了人们一直努力的方向。德国人总算在1937年突破了这个难关，用铬酸盐处理金属表面，从而生成一层薄薄的含铬化合物的保护膜。接着，美国人也于1950年起掌握了这一工艺。他们都以此列为专利，并在联合国备案而获得了专利号。 但是，我们应该喊响这样的口号：“真正握有发明权的是两千多年前的中国人！” 我们之所以要争这个权利，因为秦始皇陵兵马俑坑的考古发现提供了证据。在那里出土的剑、矛、殳、镞、鐏等青铜兵器，一当拭去上面的泥土，即显示出它们光洁、坚利、精制的本色。经激光显微光谱、质子X光萤光、电子探针和光谱分析检测，原来它们表面是一层呈青灰色的氧化膜。北京钢铁学院曾用电子探针对三棱铜镞和铜剑测定，其表层结果如下： 成份名称铬其 他 元 素表层含量厚度铜镞0.872.2310微米铜、锡、铅铜剑0.621015微米铜、锡、镍 青铜镞和青铜剑都是含锡的铜基合金，内部不含铬。同样，镞铸造的金相组织内部只有铜、锡的a和固溶体，表而是黑色的含铬氧化层。表层一旦经过锉磨，在金相照片上再不显示铬的存在。这些兵器表面确是经过人工处理的，北京钢铁学院（今北京科技大学）的冶金史研究室曾作过模拟实验。其法是：用铬铁矿石、火硝在空气参与下，经过850950的焙烧，浸出制备，即可得到铬酸盐或重铬酸盐。然后将重铬酸盐（NaCr2O7，可由天然碱Na2CO3、K2CO3可由含K2CO3的草木灰和熬硝取得KNO3，分别同铬铁矿焙烧而得到），加温356.7398，使之变为溶融状态，蘸入青铜器制品，即可得到含铬的人工氧化层。 用铬铁矿、火硝制备铬酸盐或重铬酸盐的反应式如下： 2Fe0Cr202+4Na2037/24Na2CrO4+Fe202+4C02 分离出Fe2O3之后，在有CO2的参与下，铬酸盐可变为重铬酸盐： 2Na2CrO4+2C02+H2ONa2Cr07+2NaHCO3 将重铬酸盐加温，蘸入青铜制品得到含铬化合物的人工氧化层的反应式是： 3Pb+K2Cr2073 PbO+Cr203K3O 3Sn+2 K2Cr2O73Sn02+2 Cr203+2 K2O 3CuK2Cr2073Cu0Cr203K20 秦俑兵器表面经过铬盐氧化处理的，不是偶然和个别的现象。或说，秦德“尚黑”故作染色。乍看似乎不无道理。但箭镞作为多发性的消耗品，显然没有此种必要。再秦俑服饰，色彩绚丽多姿，也不尽是一抹黑。可见防锈耐腐，以便武库中长期贮存和使用是当时真正用意的所在。这种处理工艺的结果，在河北满城汉墓中也有同样的例证。说明秦汉时期我国已纯熟地掌握了铬盐氧化处理技术，其发明时间应说远比秦代为早。据悉，周代已有了这一制品发现的信息。 今青海、甘肃和内蒙古等地，都有铬铁矿的存在。神农本草经一书中，就有冬灰（或藜灰）、消石（或火消）、石灰（或石墨）和朴消的记载。晋人葛洪（286361年）在著作抱朴子中，也谈到醋在炼丹中的应用。应该说这些材料早在秦代已被人们所使用，只是作为文字的记载自然要晚一些时间。那么，就地取材，简便处理，效果理想，这应该说是中国式的金属表面处理技术。显然比欧洲人早了两千多年，即使是在今天，它对于国民