早期锡青铜冶炼工艺的思考与模拟实验

作     者：马丁 王昌燧 罗武干 Ma Ding;Wang Changsui;Luo Wugan

作者机构：中国科学院大学考古学与人类学系 

出 版 物：《南方文物》 (Cultural Relics in Southern China)

年 卷 期：2022年第5期

页      面：143-151页

学科分类：080603[工学-有色金属冶金] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 

基　　金：国家社科基金冷门绝学研究专项“丝路沿线早期砷铜冶金考古与文明互动”(批准号:20VJXG018)阶段性研究成果 

主　　题：锡青铜 冶炼 模拟实验 固态还原 

摘      要：冶金作为人类历史上的一项重要进步,一直是历史学研究的热点。关于长期争论的冶金单一起源和多地起源问题,近年来欧亚大陆早期冶金技术多样性的发现以及早期简单冶金技术的揭示,致使多地起源观点更被关注。受早期黄铜冶炼工艺等研究的启示,本研究利用模拟实验并结合测试分析,探讨了早期锡青铜低温冶炼工艺的可行性。使用坩埚、马弗炉等工具,在650~950℃的温度下,以木炭为还原剂,冶炼孔雀石与锡石的混合物,并进而重熔冶炼产物。利用X射线荧光、X射线衍射、金相分析等方法观察、测试相关冶炼产物,其结果表明,冶炼温度达到700℃左右即可得到海绵状铜块。在930℃左右直接冶炼孔雀石和锡石的混合物,可得到有实用价值的锡青铜块。在不超过1000℃的温度下,能够将小块金属融合成锡青铜锭乃至铜刀坯料,金相组织可见α固溶体树枝晶及α+δ共析体,符合铜锡合金铸造组织特征。本项工作表明,在浇注青铜工艺成熟之前,有可能存在通过类似早期黄铜固态还原工艺冶炼获得锡青铜,期望这一推测能对冶金起源探索有所裨益。