⑴ 古代銅錢是怎麼鑄造的
中國古代的金屬貨幣採用「范鑄法」鑄造,鑄錢用的范、模,錢幣學上統稱為錢范。
范的錢文為陰文反書,范面有溝槽,以便灌注金屬溶液。模的錢文為陽文正書,是翻制范的工具。錢范從效用上分,有祖范,母範、子范;從材質上分,有泥范、石范、銅范、鐵范;從外形上分,有鏟形、盤形、片形、長方形、方形、多邊形、橢圓形、圓形等。目前,中國遺存的最早的錢范是春秋戰國時期布化、刀化、的范。戰國時鑄幣,一般以模製成范再大量澆鑄。大概到隋唐時開始用翻砂法等先進技術製造錢幣,因此,隋唐以後便不再見有的遺存,取而代之的是樣錢、祖錢、母錢等模具。
⑵ 中國的歷史上都有哪些名劍,都是怎樣鑄造的呢
從人類發展之今的歷史征途中,部落間的斗爭一直存在,最早的時候,原始人用石頭磨成利刃用來攻擊敵人,或者用肉搏進行攻擊,在黃帝時期開始便有了銅劍的鑄造和工藝,人們認為擁有銅劍的人是像神靈一樣勇猛善戰可以保護一方平安的。
有傳說說第一把劍是黃帝建造的,也有人說是蚩尤建造的,不管是黃帝還是蚩尤,都能顯示出從黃帝時期開始便有了第一把劍。從黃帝到東周,建造銅器的工藝越來越精湛,製造銅劍的工藝也有很大的提升,劍術也是判定一名將領是否能打勝仗的重要判定因素,但並非是戰場上的主要兵器,而是在長兵器的下面的輔佐兵器。
春秋戰國是為中國歷史上第一次戰爭頻發的時期,那時候的人們打仗騎馬穿著盔甲,拿著兵器迎敵,兵器越長越容易致敵人於死地,劍不僅要重量適合,也要和人的身高相匹配,所以劍也在這時候被加長了,劍大約50厘米,一般用銅鑄造,堅硬無比,兵刃鋒利,盡管如此,銅器製造的劍也是很少的,也不是普通人家可以隨便擁有的。
因為當時的冶煉銅的製法還不純熟,而劍是需要兩種銅結合而融化再經過不停的敲打使其更加堅硬不易碎,所以當時建造劍的成本也是很高的。在眾多的留存下來的劍中有三把最值得稱道一番。這三把劍都各具特色,讓人贊嘆不已。第一把是距今約2400年前的“金柄古劍”顧名思義,這把劍的全身不是由銅鑄造的,而是用金子,就算當時的人們還未發覺金子是多麼貴重值錢的東西,這把長34厘米的古劍,更是奢華無比。
這把劍的獨特之處在於劍柄處長達10.4厘米,是由純金鑄造,可見當時提取煉金的方法已經非常純熟了,不僅如此,還採用鏤空的工藝做劍鞘,劍柄上更是添加了綠松石做為裝飾。這樣大氣的劍作為陪葬,可想而知擁有劍的主人是多麼奢華氣派,想來也是達官顯貴才能如此豪華了。
漢朝開始,劍的使用已經有一定的規模了,從使用劍的手法,身形,技巧雖然都沒有電視劇中演繹的那樣出神入化,不過是的確有很多習武之人從小便鑽研如何與劍達到“人劍合一”的境界,甚至有些人可以空手接白刃,習武的浪潮延綿不絕,也出現了很多門派。
門派之間相互切磋,並不傷人性命,點到為止,擂台下面總有很多慕名而來的百姓,百姓自發的聚在一起,為自己喜歡的門派加油,這種興盛的劍術之道也一直延續了下去。到了唐朝,舞劍開始興盛起來,詩仙李太白雖然一代文人騷客,卻腰間佩劍,這不是代表李白會功夫,而是為了彰顯身份,為什麼流行舞劍呢?
因為在唐朝,空前繁榮,皇上愛聽歌曲享樂,皇上喜歡妃子就想學習來給皇上取樂,軟盈盈的舞蹈看多了便覺得厭煩,正好從別的地方傳來的舞劍氣勢恢宏,豪爽,更能顯示女子的額英姿,皇上自然喜歡,要說舞劍一絕的當是公孫大娘。
杜甫曾經有詩描寫公孫大娘的舞姿:“先帝侍女八千人,公孫劍器初第一”。這句話淺顯易懂,說在皇上身邊侍女千八百人都抵不上公孫大娘。明代時期,劍術又有了新的精進,有許多武家學派,留下了很多珍貴的“寶典”,上面記載著除了劍法如何使用能讓對手抵擋不住,還寫著如何破解劍法,這種武功秘籍也是真實存在的,從小練習雖然不能讓你以一當十,卻可以讓你成為眾人中最出類拔萃的那一個。
中國的鑄劍工藝可謂是在同一時間段遙遙領先於其他國家,劍柄的雕刻,劍鞘的設計都是在世界工藝上數一數二的傑作,無論是削鐵如泥的儡具劍,或是越王勾踐的千年不腐的寶劍亦或是奢華無比用金子建造劍柄的“金柄古劍”,都展現了古代中國人民的智慧,武器的先進才能發揮將領的全部實力,才能讓保衛國家的土地不被侵害。
⑶ 古代打造兵器的過程
古代兵器不同鍛造過程也不同,古代三大名刃中大馬士革彎刀和馬來劍已經失傳,所以就以日本武士刀為例.
日本武士刀首先要取材,把主要的鐵原料弄成球,放在爐中和木炭高溫加熱,形成海綿鐵,然後打造成長條,然後把長條分成許多分,工匠目測看哪部分的材質好,好的用來鍛刀,不好的做農具,好的材料就是玉鋼.
基本原料有了,然後就是反復鍛打,基本上都是折疊鍛打,因為折疊鍛打後刀刃會形成無數層,這樣能增強刀的威力,基本上刀刃部分最多可折疊16次,因為折疊鍛打本身就是脫碳的過程,次數太多不好,一般都是10次左右,最多16次,刀刃的層數就是2的16次方,能達到上萬層.
刀刃打造好以後再打造其他部分,然後把刀背+刀刃+刀背夾在一起,高溫加熱,然後鍛打,這裡面可能要在三種鋼材中間加一些泥沙,加強匿合,這個泥沙是工匠的秘方.
到形就出來了,我記得在淬火前先讓刀自然降溫,然後用泥糊在刀上,主要是刀背,刀刃不糊,這樣可以讓刀有柔韌度,你看日本刀的刀刃上往往有波浪形的花紋,就因為這個過程,把泥糊成波浪型,甚至有些人會在刀背上摳出一些圖案,然後加熱,加熱到一定程度,淬火,淬火時刃部先沾水,最好時同時沾.
我說的是大概的過程,不一定就完全准確,但是出入不大.
據說大馬士革刀是把烏茲鋼錠作成圓餅形,然後加熱,用大錘猛砸,砸扁,然後是折疊鍛打還是什麼的我忘了,反正大馬士革刀的花紋必須要有這道工序,沒有就不會有花紋.
⑷ 最早的鋼鐵是用什麼方法冶煉出來的
是礦石煉出來的。
然後鋼是鐵打出來的
⑸ 我國古代刻書的四種生產方式
1、印製書籍出現前的書籍生產方法
我國印製書籍大約起於唐,成於五代,盛於兩宋,旁及遼、金、西夏,沿襲於元、明、清。但在唐以前,我國書籍的製作方法大概依書籍的製作材料而定,先後有過刀刻、鑄造、筆寫等不同的方法。
初期書籍之一的甲骨文書,從現存的甲骨文片看,其上面的文字都是用刀刻的。為什麼非要用刀刻?這大概取決於這種材料的質地。我們知道,骨頭是有一定硬度的,而吃墨的能力卻不怎麼強,如果用筆寫,可能不會保存很久,因而只好用刀刻。用刀刻可能還有另外的原因,那就是刀刻的筆道纖細勻稱。如果用筆寫,那時有沒有那麼細的筆還是個問題。一塊龜甲或一塊獸骨,沒有多大的平面。除掉占卜時形成的卜兆裂紋,能著字的地方所剩無幾,如果筆尖稍粗,根本無法寫下。這大概也是採用刀刻的原因之一。刀刻的字跡既能保持久遠,又能筆道勻整,又適應甲骨僅有的空餘平面,又有一定的硬度,所以我們見到的甲骨文書絕大多數都是用刀刻的。有的刻得十分纖細,像陝西周原地區出土的西周甲骨,其字跡要用五倍的放大鏡才能看清,可見那時的微雕技術已經相當精湛了。
初期書籍之二的青銅器銘文,據現在所知道的,其上面的文字有兩種形式:一種是凸出來的陽紋,一種是凹進去的陰紋。兩種紋路不同,它們的製作方式也不同。凹進去的陰紋文字比較好理解,那就是在事先設計製作好的青銅器上,如果什麼時候想在上面鐫刻文件或事件,都可以隨時請人操刀鐫刻就是了。這種用刀在青銅器上直接鐫刻陰紋文字,比在青銅器上鑄字要方便得多,自由得多。在青銅器上鑄字,事先就要有周密的計劃。有的在設計時大概就不想當作器具用,而是想鑄字,以文字意義為主的。例如鄭國、晉國鑄造的刑鼎,目的就是為了公布法律,曉諭全國。這類青銅器物上面的文字,在製造澆鑄模子時就要考慮周詳。一份文件,一個事件,一共有多少字,如何布局,乃至每個字的鎪〔sou搜〕鋟〔jian堅〕,都要精心設計,精心製作。而且模子內壁的陽陰紋字跡必須是凹進去或凸出的反字,澆鑄出來的才是凸起或凹進的陽紋或陰紋正字。這就牽涉到模子內壁上陰陽紋反字究竟是怎麼弄上去的問題。正寫反貼雙勾再鎪鋟,自然是我們現代人的思維。古人是不是這樣做,不敢肯定。考古學界有人根據青銅器銘文中常用虛字的酷似,推測青銅器鑄模內壁的陰陽紋反字,可能是一個一個事先做好的陽陰紋正字壓擠出來的。這種推想十分大膽,假如這種推想能夠成立,那就表明我們的祖先老早就懂得製造活字的原理了。當然這種活字尚不是為了排版印刷,而是為了鑄造青銅器銘文。
初期書籍之三是石質文書。我國自周秦以來,以玉片、石片、石鼓、摩崖、碑、碣、套帖等形式刻、寫的石質文書,也可以說是浩如煙海。歸納起來,往石質材料上著附文字,就現在所知也只有兩種辦法:一種是書寫,一種是刀刻。書寫者見於侯馬盟書。1965年在山西侯馬春秋晚期晉國遺址出土的盟書,都是以硃色或墨色書寫在玉片或石片上。其中最大的長32厘米,寬3.8厘米,上尖下方,形態規整。這種盟書為什麼要用筆寫而不用刀刻,道理說不清楚。也許因為侯馬盟書是社會急劇變化的產物。在中國古代,大凡需要發誓定盟,總是事有急需,發於義憤。並且盟書要一式兩份,一份留作證據,藏於盟府,以備查驗;一份沉於河底或埋於地下,以示永不背盟。事急,又要兩份,刀刻可能不適應,故採用手寫。不過這只是推測,不能算是科學結論。除侯馬盟書以外,傳世的所有石質文書,包括摩崖石刻、碑、碣、歷代所刻儒家石經、釋家石經、道家石經等,全部都是用刀刻的。這些刀刻的石質文書,不同於侯馬盟書的一份要藏於盟府,一份要沉於河底或埋於地下,而是要立在光天化日之下,或本來就是依山刻石,風吹日曬自是家常便飯。在這種情況下,如果是用筆在石質上寫字而不是用刀在石質上刻字,時間一長,或經過雨水的沖洗,字跡就會模糊不清,甚至是字跡全無。所以古代的石質文書絕大多數都是用刀刻成的。
隨著書籍的發展,特別是隨著正規書籍的出現和發展,以前的甲骨、青銅器、玉、石材料等都不再適應需要,竹木簡便廣泛地被採用為書籍的製作材料。這種材料不同於以前的甲骨、青銅器和石頭,究竟採取什麼辦法將文字著附在竹木簡上,這是書籍生產方法上的重大課題。歷來出土的大量竹木簡,證明了竹木簡書都是用筆寫成的。過去有所謂「刀筆吏」的說法,說竹木簡書是用刀刻成的,這完全是一種誤解。事實上刀、筆、墨、硯要預備齊全,才能書字於竹木簡上。筆、墨、硯的功能不言而喻,誰都知道。唯有刀的用途,過去說法不一。一種說法,刀就是筆,用刀筆在竹木簡上刻字。這早已為事實所推翻。還有一種說法,道破了刀的用途。我們大家都知道,現在的小學生,甚至包括初中學生,每天上學,他們的書包里所帶的鉛筆盒中,必帶有鉛筆、筆刀和橡皮。 目的是當寫了錯字時,就用橡皮將錯字擦掉,而後改成正確的字。竹木簡書盛行時期,之所以要把刀、筆、墨、硯同時備齊,同樣是各有各的用途。其中的刀的用途就類乎今天中小學生所用的橡皮。當在竹木簡上寫了錯字時,就及時用刀子颳去,然後再寫上正確的文字。過去人將「刀筆」連讀,解釋為刀子筆,進而說竹木簡書是用刀子刻的,是完全沒有根據的。事實上竹木簡書都是用筆寫成的。
在竹木簡書盛行的同時,絲織品中的縑帛也是書籍的製作材料之一。用這種材料製作書籍,就無法像甲骨、青銅器、玉石那樣,其文字可以鑄造,可以刀刻,而只能是用筆書寫。這道理很簡單,用刀在縑帛上刻字,那根本是不可想像的。同樣,像後世印製紙書那樣,將文字印在縑帛上,也是不可想像的。所以帛書只能是用筆書寫而成,不可能用其他的辦法將文字著附上去。事實上,歷來出土的帛書,也確實都是用筆書寫而成的。
紙張取代竹木簡、縑帛而成為書籍的普遍製作材料之後,不但改變了竹木簡笨重,縑帛貴重的弊病,而且由於紙張比竹木簡、縑帛更易於著墨,所以自東漢至五代上千年的時間里,紙書多是用筆抄寫而成。又由於紙張具有特殊的吸墨能力和柔軟,所以又承擔起自唐代開始的印製書籍的任務。雕版印製書籍中經五代的緩慢發展,至兩宋而極盛,標志著書籍的生產方法發生了劃時代的變革,人類文明也跨進了新的歷史時期。
(2)印製書籍的出現與發展
我國用雕版印刷的辦法來印製書籍,大概在唐朝已經開始。這無論從文獻記載或實物留存都能得到證實。但印書之始,絕不意味著雕版印刷的技術到唐朝才發明,反而表示這種技術在唐以前應該早已出現。到了能夠印製整部的書籍,則應該是這種技術的進一步發展了。但長期以來,參與討論中國雕版印刷術發明問題的中外古今學者,卻多以印書之始來論證雕版印刷術的發明,結果不是提前,就是靠後,始終得不出一致的意見和科學的結論。早的有東漢發明說,東晉咸和(公元326—334年)發明說,六朝(公元222—584年)發明說,隋朝(公元581—617年)發明說,唐朝(公元618—906年)發明說;晚的有五代(公元907—959年)發明說,北宋(公元960—1126年)發明說。時代跨度上千年。這些說法,有的因論據不足固然不能成立,有的以流存的實物為證,但不符合事物發展的自然法則,因而也不能成立。好在我們這里不是討論印刷術的發明,我們注意的是用這種技術來生產書籍在唐朝則是史不絕書了。
明朝有位史學家叫邵經邦(公元1491—1565年),他寫了一部歷史著作叫《弘簡錄》。在《弘簡錄》卷四六記載唐太宗李世民的皇後長孫氏,洛陽人,年僅36歲就不幸夭亡了,唐太宗很是悲痛。當宮女們將皇後生前所編纂的《女則》10篇呈獻給皇帝時,唐太宗撫物生情,「覽而嘉嘆,以後此書足垂後代,令梓行之。」這里的「梓行」二字,指的就是雕版印行。這是迄今所知關於印製書籍的最早記載。長孫皇後卒於貞觀十年(公元636年)的六月,印行《女則》應當就在這一年的下半年或稍後一點。表明在7世紀的上半葉,中國已經懂得用雕版印刷的辦法來生產書籍了。而且生產的第一部書就是婦女著作。
馮贄的《雲仙散錄》記載「玄奘以回鋒紙印普賢像,施於四眾,每歲五馱無余」。我們知道,唐玄奘到印度取經出發的那一年是貞觀三年(公元629年),貞觀十九年(公元645年)取經回國,前後經過了17年。再過19年,即麟德元年(公元664年),唐玄奘涅槃圓寂。所以他用回鋒紙印刷普賢菩薩像,施於四眾,應當在貞觀十九年他取經回國,到麟德元年他涅槃圓寂之間。這件事情的發生,距雕印長孫皇後的《女則》僅10多年的時間,說明7世紀的上半葉,中國不僅懂得雕版印製書籍,也懂得雕版印製佛畫了。
此後,關於唐代雕印歷書、字書、韻書、文集、道書、陰陽雜記等書的記載,屢見不鮮。流傳於世的實物也不只一兩件。像唐懿宗咸通九年(公元868年)王玠〔jie 介〕為父母祈福而雕造普施的《金剛經》、西川成都府樊賞家雕印的歷書、成都府成都縣龍池坊卞家印賣的梵文《陀羅尼經咒本》等,就都是至今還留存在世的雕版印刷品。特別是那件被斯坦因攜走,現在庋〔gui 鬼〕藏於大英圖書館東方部的《金剛經》,可以說是世界上現存最早最完整而又相當成熟的印刷品。它用七張紙粘連而成,全長15.2尺,完整無損。卷首有釋迦牟尼佛坐蓮花座上,對長老須菩提等僧眾說法的扉畫。妙相庄嚴,栩栩傳神。經文字體端莊凝重,刀法穩健。印紙精良,墨色精純。古樸大方,賞心悅目。說明到9世紀中葉,我國的雕版印刷技術已經進入相當成熟的時期了。
進入五代之後,雕版印製書籍的方法已被政府正式採納,並且用來印製儒家經典了。從後唐長興三年(公元932年)起,到後周廣順三年(公元953年)止,中原地區的四個不同朝代唐、晉、漢、周,在22年的時間里,由國子監連續不斷地完成了《九經》的校勘和雕印工程。這是儒家經典第一次用雕版印刷的辦法生產出來。或者說儒家經典的第一代版本,就是五代時期國子監出版的,監本之稱也就開始於此。與此同時,《五經文字》、《九經字樣》以及解釋儒家經典的《經典釋文》,也先後被雕版印製出來。鄆州須昌(今山東東平縣)人和凝,不顧別人指責,自己主持雕版印製了自己的文集,開創了版本學史上「自刻本」的先河。後蜀宰相毋昭裔,不但主持雕刻了《蜀石經》,還主持雕版印製了《九經》,還讓自己的門人句〔gou勾〕中正、孫逢吉主持雕版印製了《文選》、《初學記》、《白氏六帖》等。地方政府以及民間雕印的佛經、佛畫更多,道家的某些著作也被雕印出來。整個書籍的生產方法,已面臨全面改革的前夜。
進入宋代以後,書籍的生產方法便以雕版印刷為主流了。南北兩宋刻書之多,雕鏤之廣,規模之大,流通之寬,版印之精,都堪稱前所未有,後世楷模。上自中央各殿、院、廊、司、局、監,下至地方各府、州、軍、縣,各路茶鹽司、安撫司、提刑司、轉運司、公使庫,各府學、州學、軍學、郡齋、郡庠、學宮、頖〔pan 盼〕宮、學舍,各縣縣學、縣齋,各地書院,私宅、家塾、書棚、書坊、書肆、書籍鋪,各地寺院、道觀、祠堂等等,都競相刻書,形成了廣泛的刻書網路,使書籍生產出現了空前未有的高潮。兩宋以後,迭經元、明、清,旁及遼、金、西夏,書籍的生產方法多是採用這種雕版印刷,為今天留下了十分豐富的文化典籍。
(3) 活字印刷術的發明與發展
雕版印製書籍,比起用手抄寫書籍,有無可比擬的優越性。只要雕刻一套版,你想印多少,都可以隨心所欲。但這種技術必須是每一種書籍雕一套版,每套版只能印一種書籍。它只能在部數上增加,不能在種數上生新。若要生新,就只能再雕一套版。這顯然是工本極大,勞師費時。這種固有的弱點,在兩宋雕版印製書籍充分發展的同時,也就充分暴露出來。能否克服這種弱點,使之既省工本,又能隨意生新?這是擺在當時書籍生產者面前的新課題。北宋慶歷年間(公元1041—1048年),平民畢升用自己的天才和實踐圓滿地解決了這個問題,這就是活字印刷術的發明(圖5)。
關於畢升發明泥活字印書法,北宋沈括在他所著《夢溪筆談》卷十八中有翔實的記載。沈括說:
板印書籍,唐人尚未盛為之。自馮瀛王始印《五經》,已後典籍皆為板本。 慶歷中,有布衣畢升又為活板。其法用膠泥刻字,薄如錢唇。每字為一印,火燒令堅。先設一鐵板,其上以松脂蠟和紙灰之類冒之。欲印,則以一鐵范置鐵板上,乃密布字印,滿鐵范為一板。持就火煬之,葯稍熔,則以平板按其面,則字平如砥。若止印三二本,未為簡易。若印數十百千本,則極為神速。常作二鐵板,一板印刷,一板已自布字,此印者才畢,則第二板已具,更互用之,瞬息可就。每一字皆有數印,如『之』、『也』等字,每字有二十餘印,以備一板內有重復者。不用則以紙帖之,每韻為一帖,木格貯之。有奇字素無備者,旋刻之,以草火燒,瞬息可成。不以木為之者,文理有疏密,沾水則高下不平;兼與葯相粘,不可取。不若燔土,用訖再火,令葯熔,以手拂之,其印自落,殊不沾污。升死,其印為余群眾所得,至今保藏。
這段記載,從制字、排版、常用字的儲備、生辟字的臨時製作、不用時的收藏方法,以及不用木料制字的原因等,都說得清清楚楚。我們從中可以認識到,畢升發明的泥活字印書法,除了稍顯原始古樸之外,其餘關乎現代排字印刷的基本原理,那時幾乎都已具備了。這是書籍生產方法上的又一次重大革新,閃現了現代書籍生產方法的最早火花,比德國人谷騰堡用活字排印書籍大約要早400年。可惜的是,畢升用這種泥活字排印過什麼書,不見記載。實物更無流傳。但按照畢升泥活字排版印書的原理,仿製泥活字,用它來實踐印書,卻是代有其人。周必大在南宋紹熙四年(公元1193年)根據沈括《夢溪筆談》中的記載,在潭州(湖南長沙)仿製成了泥活字,用它排印了自己的《玉堂雜記》二十八事。這是現在所知關於用泥活字印書的最早記載。元朝定鼎前夕,忽必烈的謀士姚樞,在河南輝縣教弟子楊古根據沈括的記載,也仿製了泥活字,排印《小學》、《近思錄》、《經史論說》等書,用來化民成俗,提高百姓的文化水平。直到清朝道光十年(公元1830年),蘇州人李瑤仍仿製出泥活字,並用它排印了《南疆繹史勘本》和《校補金石例四種》等書。道光二十四年(公元1844年),安徽涇縣翟金生及其家人,經過30年的努力,仿製了10多萬個泥活字,並用它排印了自己的集子《泥版試印初編》、家譜《水東翟氏宗譜》,以及他朋友黃爵滋的集子《仙屏書屋初集》等書。
在泥活字原理啟發下,被畢升當年揚棄了的木活字,到元朝初期又由王楨試製成功。與此同時,還創制了轉輪揀字法。王楨用自己創制的木活字,排印了自己主持纂修的大德《旌德縣志》。比王楨晚20年,浙江奉化州官馬稱德,在任內也主持製作了10多萬個木活字,並用它排印了《大學衍義》等書。與此同時,少數民族文的木活字也被製造出來,如回鶻文、西夏文木活字都已出現。至今還有西夏文木活字排印的佛經傳世。新疆博物館、敦煌藝術研究院和中國歷史博物館,還分別收藏有回鶻文木活字的實物。回鶻文不同於漢語,每個片語的字母構成不同,片語的長短也不同,因而形成的木活字長短也就不同。這種長短不一的木活字,排版技術要比一樣大小的漢字木活字復雜得多。可當時被忽必烈譽為神逸俊秀的回鶻人,居然能解決這樣復雜的排版技術問題,不能不說是開了拼音文字活字排版技術的先聲。這是我國少數民族為中國書籍史發展做出的一大貢獻。
到了明朝,使用木活字印書的地區已普及到蘇州、杭州、南京、福州、四川、雲南等地。明朝用木活字印的書,有書名可考的,至今仍有百餘種。崇禎十一年(公元1638年),由於形勢的需要,朝廷發布的邸報,也叫作朝報,也改用木活字排印了。這可以說是開了報紙活字排印的先河。清朝,木活字已在全國通行。上至內府,下至各級衙署、書院、書局、書坊等,大都備有木活字。河北、山東、河南、江蘇、浙江、安徽、江西、湖北、湖南、四川、福建、廣東、陝西、甘肅等省,都曾用木活字印過書。清乾隆三十八年(公元1773年),詔求天下遺書,復出內府秘籍,並校輯《永樂大典》所見佚書,開館編纂《四庫全書》。原先打算選擇其中傳世極罕,又足資考鏡者,先行刊印流通。無奈工程太大,於是採納金簡的建議,刻了25萬多個大小不等的木活字,用來排印上述的難得之書。乾隆皇帝以為稱活字不雅,便賜名「聚珍」。又因為這項工程在武英殿進行,所以將用這批木活字所印的相同規格的書,就稱為《武英殿聚珍版叢書》,共收錄圖籍134種。這是我國歷史上最大的一次木活字印書工程。
金屬活字,包括銅活字、錫活字、鉛活字等。其中銅活字應用較廣,現知最早銅活字印書活動是在15世紀末,即明朝的弘治年間。當時江蘇的無錫、常州、蘇州一帶都有用銅活字排印的書籍出現。最有名的是無錫的華家與安家。弘治三年(公元1490年)華燧用銅活字擺印了《宋諸臣奏議》50冊。因銅字難受水墨,印製出來的書葉,墨色濃淡極不均勻,但它卻是我國現存最早的一部銅活字排印的書籍,因而顯得十分珍貴。現知華燧以會通館名義用銅活字先後排印過15種書。華燧的叔父華珵〔cheng成〕於弘治十五年(公元1502年),用銅活字排印過陸游的《渭南文集》和《劍南詩稿》。華燧的侄子華堅和華堅的兒子華鏡,也用銅活字排印過《蔡中郎集》、《白氏文集》、《元氏長慶集》等。無錫除華氏外,尚有安國桂坡館也用銅活字印書。安國字民泰,是無錫的巨富,有「安百萬」之稱。他用銅活字排印的書,可以考知者也有10餘種。其中的正德《東光縣志》,是國內現存最早用銅活字印製的地方史志。此外,福建建陽書商也用銅活字排印過《墨子》。清代,福建人林春祺,從18歲開始刻制銅活字,花了21年的時間,耗去白銀20萬兩,製成大小銅活字40多萬個,並用這套銅活字排印了顧炎武的《音論》、《詩本音》及軍事叢書《水陸攻守戰略秘書》等七種書籍。當然,規模最大的還要算雍正四年(公元1726年)內府用銅活字排印的《古今圖書集成》,全書共一萬卷,目錄40卷。分六編32典,6109部。內容繁富,區分明晰,是我國著名的大型類書之一。這次銅活字印書活動,構成了我國歷史上最大的金屬活字印刷工程。
錫活字,元朝人的著作中就有記載,但不見實踐。清道光三十年(公元1850年),廣東佛山鎮有位姓唐的書商,出資一萬元鑄造錫活字20多萬個。並於咸豐元年(公元1851年)用這套錫活字排印過馬端臨的《文獻通考》348卷。鉛活字,明朝人、清朝人都有記載,但不知印過什麼書。
用活字排版來印製書籍,在我國出現很早,但發展卻很緩慢。然而它畢竟是一種新生事物,較之雕板印書具有無比的優越性,代表了書籍生產方法前進的方向,所以到了清朝晚期,隨著西方鉛字排印技術的傳入,中國書籍的製作方法也就走上了世界鉛字排印的共同道路。今天,激光照排、電腦列印等新方法不斷涌現,書籍生產方法又面臨一場偉大的革命,人類文明將要跨入新的歷史時期。
⑹ 古代是怎麼進行冶煉的
先秦到西漢中晚期,主要的制鋼工藝是塊鐵滲碳法,此法首先由礦石煉得塊煉鐵,其次再由塊煉鐵滲碳煉製成鋼。當然也有不經第二步一次還原煉製成鋼的,此鋼也叫塊煉鋼或自然鋼。當時,煉鋼技術首先在南方的楚國達到較高水平,就連秦昭王都稱贊「楚之鐵劍利」。
為了獲得更加鋒利和堅韌的武器,工匠們又發明了「百煉鋼」。「百煉鋼」,是將塊煉鐵反復加熱折疊鍛打,讓鋼體成分更均勻,雜質更少,從而提高鋼鐵器物的質量。1974年山東省臨沂地區蒼山漢墓出土的一把東漢永初六年(公元112年)的鋼刀,是迄今為止發掘出最早的百煉鋼。
我國古代炒鋼技術約發明於西漢中晚期,一直沿用到明清。此法乃是一種半液態的冶煉方法,需先將生鐵加熱到半液態後,利用鼓風中的氧使生鐵脫碳為鋼和熟鐵成分范圍。因為在其過程中需要不斷炒動金屬,因此被成為「炒鋼」。
(6)歷史書上當時的鑄造方法是什麼擴展閱讀
我國古代煉鋼技術最早發明於春秋晚期。目前發現最早的鋼制器物是長沙楊家山出土的春秋晚期鋼劍,而這已經證明了我國的煉鋼歷史至少有2500年!
中國古代最初是使用自然銅,商代早期已能用火法煉制銅錫合金的青銅。冶煉青銅的過程較復雜,大概是先把選好的礦石加入熔劑,再放在煉爐內,燃木炭熔煉,等火候成熟,取精煉銅液,棄去煉渣,即得初銅。初銅仍比較粗,需再經提煉才能獲得純凈的紅銅。紅銅加錫、鉛熔成合金,即是青銅。
⑺ 鑄鐵的發展起源是什麼
鑄鐵是塊煉鐵和液態煉鐵發展過程中的產物。塊煉鐵最早出現在西南亞地區,公元前1200~前1000年,其使用已達到一定規模。公元前8O0年冶煉方法傳到歐洲;公元前500年傳到英國。塊煉鐵是一種最原始的煉鐵方法。其煉鐵爐用石頭或粘土砌成,爐身甚矮,側開小孔,插入陶土製的風管,用皮囊送風;使用富鐵礦石,以木炭或木柴為燃料。約在1000℃溫度下進行固體還原,煉成的鐵沉落於爐底,待爐冷後取塊。每煉一爐必須重新升火,爐溫上不去。此種鐵結構疏鬆、氧化夾雜多,幾乎不含碳、硅、錳等元素,所以鐵塊柔軟,可在一定溫度下鍛打,排除夾雜並成型,稱為鏢鐵、鍛鐵或海綿鐵。
中國在公元前6世紀就進行了液態煉鐵,比西方約早干余年。塊煉鐵爐溫較低,化學反應慢,故產量低,夾雜又多,在煉銅豎爐大風機的啟發下,創造出液態煉鐵。爐子加高,爐內煤氣流與礦石接觸時間長,礦石預熱效果提高,鼓風增強,燃燒旺盛,爐子可長時間保持較高溫度狀態(>1200℃),木炭的增碳作用也相應增強,因而獲得液態鑄鐵。鑄zhu中國是世界上生產鑄鐵件最早的國家之一,根據《左傳》記載,昭公29年(公元前513年)晉國鑄出鑄鐵刑鼎,重達270kg,鼎上鑄出刑律全文,這是中國鑄造大件的最早記載。隋唐以後,大型鑄件的生產愈來愈多,公元953年即中國五代周廣順三年,鑄造出滄州大鐵獅。
戰國時期鐵器出土分布圖
中國在春秋末戰國初期鐵業生產發展迅速,當時鑄鐵農具的生產尤為突出,如1955年河北石家莊趙國遺址出土的鑄鐵農具幾乎佔全部工具(包括骨、石材料)的65%,河北興隆出土的大批鐵范(金屬型),用於鑄造農具的約佔60%左右。這說明中國於戰國中期已邁入鐵器時代。根據解放後的考證,北起遼寧,南到兩廣,西到四川,東至山東,西北到甘肅,以黃河南北中原為中心,是中國古代鑄鐵冶煉和生產鐵器的重要地區(圖3)。中國古代冶金比歐洲先進,尤其是掌握鑄造技術比歐洲約早千餘年在漢代鐵的經營管理已經提到議事日程,《鹽鐵論》一書就是證明。公元1637年明末宋應星所著《天工開物》,此書詳細記載了中國當時的冶金、鑄造技術。鑄鐵雖然歷史悠久,但發展緩慢,從清代以來,鑄造技術長期停滯不前,直到1949年後才逐步得到發展,全國已形成教育、科研和生產系統。
⑻ 古代鑄造器皿過程
一 陶范鑄造的工藝流程 所謂陶范鑄造,是將金屬熔煉成符合一定成分要求的液體並傾倒入預先制好的陶質鑄型中,經冷卻凝固、清整處理後得到有預定幾何形狀和物理化學性能的器件的工藝過程,這是是一個復雜的多工藝過程,其典型工序流程如下:
圖1 青銅器鑄造工序流程(引自《中國上古金屬技術》)
殷墟鑄銅遺址從未發現煉爐和煉渣,表明冶煉和鑄造工藝是分地進行的。因此,安陽的青銅生產工序不包括上圖的左邊第一個方框里的礦石開采和粗煉,但不排除有精煉的工序。由上圖可見,在澆注開始之前,制備陶范的工序和熔煉合金的工序是同步進行的。以下我們概述各個環節的具體做法(鑄型的製作部分詳見即將發表於《考古》的《殷墟青銅禮器鑄型製作工藝》,本文從簡)。
(一) 鑄型的製作
1、造型材料的選取和制備
這一步驟即圖1所示的泥料選取和泥料加工工序。
為了解殷墟時期造型材料的選擇和制備工藝,必須對鑄銅遺址出土的陶范進行科學檢測。迄今為止,殷墟已發現的幾處較大的鑄銅遺址中,只有苗圃北地和孝民屯東南地出土的部分陶范做了較為詳細的檢測。檢測結果表明:殷墟陶范採用當地的粘土,經淘洗、練泥、陳腐的工序進行處理,並添加河砂、蚌粉(或其它硅酸鹽物質)、植物質等羼和料,主要是為增加陶范的耐熱急變性能,改善鑄造性能。相比而言,芯中含更多羼和料,以具有更好的耐熱度和潰散性。陶范添加的羼和料的數量多於陶器,這可能與鑄造性能的要求有關。陶范的分型面上有刷塗紅色細泥漿或者煙熏的現象,可能是為提高表面質量所採取的舉措。
必須指出,究竟使用何種粘土,是地下的生土,還是河流的沉積土,一直存在討論。而使用化學方法進行分析,難以得出直接的結論。目前筆者正在與威斯康辛大學的Jim Stoltman教授合作,利用偏光顯微鏡分析陶范的物理結構,了解原材料的選擇和孱和料的添加等工藝。從某種意義上說,這樣的做法更便於恢復歷史的本真。先民們在對材料進行改性的時候,首先看到是它的物理性能的變化。比如淘洗,主要目的就是提高含泥量,雖然化學分析顯示氧化鈣有降低,但這不是古人的目的。換言之,可以通過氧化鈣的降低的現象反證造型材料可能經過淘洗,特別是面料經過淘洗。
2 鑄型的設計和製作
鑄型通常是由范、芯以及芯撐組合而成的帶有內部空腔的封閉實體,空腔即為待鑄物體的形狀。范形成器物的外表,芯則形成器物的內腔、孔以及某些中空部分。范與范的結合面謂之分型面。
殷墟鑄型的做法是將陶土塑製成模,可能採用了類似陶器的製作工藝,模的形狀是按照制范的需要設計的,因此較大器物的模一般是按照不同的部位分別製作,整體模型中不必要的部分會被省略,以節約材料和工時。模上花紋的製作有兩種形式,一種是在表面貼附泥片,上面雕刻花紋;一種是在模的表麵塑制主體花紋的輪廓,再用硃砂描繪次一級花紋的線條。
用模翻范,在范上剔刻花紋的細部,有些花紋是直接在范上模印或刻制的,如�1�7肩部的圓渦紋(如圖9),這種做法可視作侯馬時期模印法的先聲。
安陽陶范有兩種做法,即李永迪命名的I式范和II式范。前者分型面上沒有榫卯,背部光滑,僅有一個水平或垂直的凸棱,較薄,可能主要在三家莊階段和殷墟一期使用。I式范中有些花紋范,多為一組較窄的花紋,可能是嵌入外面的陶范使用的。II式范主要在殷墟二期以後使用,它的背部凹凸不平,為指窩按壓的痕跡,分型面上有榫卯。
針對不同形狀和種類的青銅器,一般是按照垂直和水平兩個方向來分范,分范的形式比較復雜,這一問題將另文詳述。使用復合范的辦法製作高浮雕獸頭,即在器物范上留下空腔,在凹槽內放置一塊范泥,用活塊獸頭模壓印出獸頭,也有可能鑲嵌小獸頭范。
由於對耐火度、退讓性和潰散性的高要求,芯很可能是單獨製作的,而並非如石璋如所言是完全用模颳去鑄件壁厚製成的,特別是一些大型器物的芯,往往是依託不同部位的范,使用粗砂泥夯築而成。出土的芯一般呈磚紅色,質地較為鬆散和粗糙,不同於質地細膩的模。足等部位的盲芯往往設有泥芯撐,用以同范配合。形成器物空腔的芯帶有芯頭,芯頭側面有榫,中心有凹窩,用以同底范配合。帶有銘文的泥芯多半是由泥模翻印而來,翻印後的陽文還需經過刻制修整,在字的筆畫旁邊可見清晰的刻槽。其上頂面帶有配合用的凸榫,用以鑲嵌到器物泥芯上。
3 鑄型的乾燥、焙燒和裝配
鑄型制就的下一工序是乾燥,組裝之後整體焙燒還是分別焙燒之後組裝,還存在不同意見。組裝之後還要再次乾燥(同時也是預熱),方能澆注。 范脫模後,需在背陰處自然乾燥(陰干),使水分緩慢而均勻地蒸發,這對控制范的變形,保證其嚴密性至關緊要。小型鑄型可能是在烘范窯中焙燒的,窯形結構與小型陶窯相同。這一步驟的重點在於焙燒工藝,譚德睿曾認為陶范焙燒溫度高於850度,筆者和劉歆益合作研究,初步認為焙燒溫度可能只有600度左右,遠遠低於陶器的燒成溫度。這也與萬家保的復原實驗的數據比較接近。
多數鑄范都在分型面開設榫卯,用以配合組成鑄型。在芯和范之間有時還需要設置金屬芯撐。
大型器物需要使用底范,芯和底范是聯接在一起的。有些大型器物直接在底面夯築底范,比如孝民屯發現的大型圓形器物底范
三足器通常在足的上方安放澆口范,其中一足作為澆口,另兩足是出氣孔,圈足器的澆口也設在足上,底范會做出澆道的部分。
至此,整個鑄型製作完成。
(二)合金的熔煉和配製
這個問題是整個鑄造流程研究中的薄弱環節,基本上所有的步驟都是推測,並且存在爭論。
1 關於熔銅器具的討論
安陽苗圃北地和孝民屯鑄銅遺址均出土大量經高溫灼燒的陶質殘片,有些表面有高溫灼燒的裂痕(圖2),有的表面已經釉質化,呈玻璃態,背面有泥條盤築或者草拌泥的痕跡。以往的學者都認為這就是熔爐的殘片,採用內燃式加熱。對苗圃北地出土的殘片分析顯示,除1個樣品的燒流層內有較多量的銅外,另外兩個樣品只有微量的銅,3個樣品均有痕量的錫、鉛等存在。
圖2 孝民屯東南地鑄銅遺址出土的陶質殘片(上:正面,下:背面)
筆者曾分析2片這種樣品,發現有較高的二氧化硅含量和氧化鈣含量,特別是背層,氧化鈣含量更高。推測殘片的原料很可能是在原生土內加入砂粒和蚌粉得到的。樣品背層的燒失量較大,說明還另外加入了植物莖葉,也就是由草拌泥糊成。其中1塊樣品的焙燒溫度高於900℃。有1塊樣品上附有很少一點銅渣,經檢測,含銅、錫、鉛三種元素 。
筆者在對安陽孝民屯鑄銅遺址出土的大量這種「熔爐」殘片進行整理的時候,發現絕大多數殘片表面都沒有附著金屬,即使灼燒得很厲害,表面已接近釉質的樣品,從外觀上也看不到金屬的遺跡,只有少量殘片表面粘附有木炭和金屬。但是,在苗圃北地和孝民屯鑄銅遺址,普遍發現一種表面粘有銅液的殘塊,有粗砂硬陶和細砂泥質兩種,出土時均為小片,不能復原(圖3)。此類殘片多數有數層襯面,每層襯面均粘有銅液,證明它多次修繕和使用。爐襯表面與銅液接觸部分呈灰綠色,且多已燒成了小孔蜂窩狀。背面多為較疏鬆的紅燒土。劉嶼霞曾多次提到許多紅燒土碎片上有煉渣,可能就是這種遺跡 。苗圃北地的發掘者也認為它屬於坩堝類的熔銅工具 。
圖3 孝民屯東南地鑄銅遺址出土坩堝殘片(上:正面 下:背面)
這不禁使人產生一種疑問�1�7�1�7遺址中的「熔爐」和「坩堝」殘片到底與金屬熔煉是何種關系?
鄭州南關外早商鑄銅基址出土了一座熔爐的殘底,爐的上部殘失,只剩一直徑約1.60-2.60米的近橢圓形凹坑,坑內填有銅渣、爐壁塊、木炭屑、大口尊、坩堝片和紅燒土塊等。作者推測這是一座熔銅爐,熔銅的工序是先放木炭、次置坩堝、最後再燃火熔銅 。
洛陽北窯西周鑄銅遺址出土了近千塊的「熔爐殘片」,表面燒成龜裂甚至玻璃化,有的還粘有木炭和銅粒,背面有草拌泥的爐圈。但是鍋底狀的所謂「爐缸」,則內附銅渣兩層,材質為紅燒土,非常類似於上述的這種坩堝殘片 。很難想像,這種不同質地的所謂「爐缸」和「爐圈」屬於同一熔爐的不同部分。
北窯鑄銅遺址還出土了兩座燒窯,窯壁平整垂直,內壁燒結成流狀,外壁為紅燒土,窯頂封閉,平頂,窯頂中心偏北設一圓筒型煙道(圖4)。雖然該窯還屬於橫穴形的升焰窯,但其燃燒室和燒成室的結構型配置已經接近於馬蹄形半倒焰窯,具有較好的加熱效果 。發掘報告中並未提及這個燒窯的用途,但很可能與熔煉金屬有關,因為如果是烘范窯,通常僅燒到幾網路,無法達到讓窯壁都燒流的程度。
因此,荊志淳教授和Jim Stoltman教授提出:真正的熔銅器物可能是坩堝,而不是那種陶質熔爐,換言之,是坩堝直接接觸金屬液,而熔爐則是加熱坩堝的器具,這樣才能滿足澆注時高達1200-1300℃的要求。巴納先生曾經設想過這樣的熔銅器具,陶窯內放置很大的外熱式坩堝,堝壁出銅處做得很薄,有管道和窯壁相通,熔化時將管道堵住;銅水化得後,打開管道用棍捅破堝壁,銅水即瀉出供澆注用(圖5) 。華覺明曾置疑其坩堝的尺寸太大,不能保證合金的熔融,如果坩堝一捅即破,則很難保證其熔煉過程中不會熔穿。盡管存在上述疑問,筆者仍舊認為這種設想有相當大的可能性,因為其能夠達到較高的溫度,也能解釋為何許多熔爐殘片表面都沒有粘附銅液,它們很可能是窯壁的殘片。但是,由於陶質熔爐殘片的燒流層也曾檢測出多量的銅,因此還不能否認其作為熔爐的可能性。
為此,筆者和Stoltman教授分別提取了大量樣品,欲對這兩種殘片的化學成分、顯微結構和製作方法進行詳細的分析,荊志淳和岳占偉在安陽著手進行復原實驗,測算這種窯爐能夠達到的最高溫度,以期作進一步的討論和深入研究。
圖4 河南洛陽北窯地下升焰式橫穴窯
圖5 巴納設想的熔銅窯爐圖
2 鼓風
鼓風設施的應用和改進,對於冶金技術的發展至關緊要。
我們在安陽的所有鑄銅遺址都發現了陶管(圖6),少數陶管表面粘有銅渣,它與銅器鑄造有關是勿庸置疑的,侯馬鑄銅遺址也曾出土類似的遺物,並認為是鼓風的工具 。在周原也有類似的發現。泰利科特的《冶金史》一書中有埃及金匠使用帶陶風嘴的吹管的材料(約1460B.C.,如圖7)。但是這種陶管的用法可能與這種埃及的吹管有所區別,具體如何使用,目前還不清楚。
圖6 孝民屯東南地鑄銅遺址出土陶管
圖7 埃及金匠用陶吹管吹火助熔(轉引自《中國古代金屬技術》,326頁,圖8-20)
「橐」這種風囊鼓風器,盡管並不知道確切始於何時,卻在古書中多有記載。盡管在商代並未發現橐或其他鼓風器的遺存,但是《金文編》附錄上11中有「 」 字,此字一般出現在爵、觚、鼎上,形如皮囊,應為「橐」的古寫,又《甲骨文編》中有「 」字,如同用手提引皮橐,這些都可以作為商代使用皮風囊的佐證。
在清代劉�1�7雲《礦政輯略》中說,這種鼓風的皮囊,是使用一整張黑山羊的皮縫合,僅在腹部留出小孔,塞入竹筒,深約兩三寸。使用的時候,將皮囊套在腳上用腳踩住,一手提住皮頭,從上到下按壓,則風就會從竹筒中噴出,可用於炊事或者冶煉。這種原始形式的皮風囊,至今仍在許多原始民族中使用,如民族學調查所見的藏族使用的皮囊(圖8),由通風管、皮囊和閉合裝置組成,操作者用手啟閉控制鼓風 。印度也有類似的材料,與藏族使用的非常相似(圖9)。這種工具對於小規模熔煉還是很適用的,便攜,製作也方便。
圖8 藏族使用的皮囊(轉引自王工碩士論文)
圖9 印度使用的氣囊
目前還無法確知安陽時期鼓風的器具和作用形式,但是據記載早在戰國時期,即已使用多橐鼓風。以安陽當時熔煉合金的溫度以及規模而論,很可能已經使用多橐鼓風,並且,商代的鼓風器可能比藏族使用的皮囊還要復雜。
3 合金的配製
商代青銅合金的配製是在專門的鑄造場地或者作坊中進行的。到了晚商階段,已經熟練掌握了銅-錫-鉛三元合金的冶煉和熔化技術。當時的工匠對於青銅合金配比與機械性能的關系已經有了相當深入的認識,並且對於操作也有相當嚴格的控制,已經可以按照不同的用途來有意地採取不同配比的合金。同時,原料的供應是否豐厚,社會風氣的變化以及等級身分的尊卑,都可能對青銅器的合金配比造成影響。
但是,迄今為止,殷墟青銅器的合金配製的工藝問題尚未得到解決。苗圃北地鑄銅遺址曾出土了一件長方形銅塊,有學者推斷其是作為鑄造青銅器的備用料 。這塊銅塊究竟是人們有意生產的低錫合金錠?還是澆注錫青銅器時多餘金屬液的結塊?此銅塊中的錫是人為有意識加入的,還是冶煉含錫銅礦時帶入的?仍有待判定。由於沒有發現錫錠,故殷墟出土的大量錫青銅器是如何合金化的,尚需進一步研究。殷墟小屯村E16坑曾出土有2塊鉛錠。2塊鉛錠的金屬部分含高純量的鉛及微量鋅、砷 。鉛錠的存在表明是用金屬鉛直接配製青銅合金的。。近年來安陽在一處商代水井中發現一件橢圓形的大金屬塊,對其進行分析檢測,將對此問題有所幫助。
(三)澆注
澆注是將熔融的銅合金注入鑄型型腔的過程。為了提高充型能力,可能採用了預熱鑄型、過熱澆注和配製充型力強的合金等措施。
預熱鑄型是提高充型能力的措施之一,萬家保在復原試鑄商代青銅器時將鑄型預熱到300-400℃ ,馮富根等則預熱至400-500℃,澆注時的鑄型溫度在200~300℃ ,均得到了較滿意的結果。
無論是純銅還是銅合金,液態溫度越高,流動性越好,充型能力越強,反之則相反。因之,澆注溫度要高於熔點。現代鑄造工藝將這個溫度差稱之為過熱溫度 。殷商鑄銅的澆注溫度尚未見諸測定報告。萬家保復原試鑄時的熔化溫度為1350℃ ,馮富根等試鑄時的熔化溫度為1200℃、澆注溫度在1100~1200℃ 。根據洛陽北窯西周鑄銅遺址熔爐溫度為1200~1250℃ ,可知馮富根等人的試鑄更接近於真實情況。另外,過熱溫度越高,銅合金的吸氣能力越大,易使鑄件生成氣孔。因此,過熱溫度的掌握應恰到好處。
小型器物當是用澆包來澆鑄的,大型銅器則可能使用澆包和槽道澆注。苗圃北地鑄銅遺址出土了一座半地穴式的工棚,底部安放有大型的長方形底范,如前圖16所示,同時殘存幾條有流向的灰色發亮的流面,據推測是銅液流經的槽道。透過這些現象可以猜測,如果將澆包安放在當時的地面上,鑄造時捅開,銅液即可由槽道而注入安於棚底的鑄型 。孝民屯鑄銅遺址出土的大型圓形器物底范也位於半地穴的F43內,說明這種猜測是有道理的。大型器物鑄造時有可能已採用《天工開物》所載槽注法,採用四到八個澆包同時槽注。
(四)鑄後加工
《荀子�6�1疆國篇》稱「刑范正、金錫美、工冶巧、火齊得,剖刑則莫邪已。 然而不剝脫,不砥厲,則不可以斷繩。剝脫之,砥厲之,則蠡盤盂,刎牛馬,忽然耳。」這一段話不僅特指銅劍鑄作,於先秦青銅器製作亦有比較普遍的意義。他把器件鑄作明確地分成鑄造、鑄後加工兩階段。
其中,前四句概括了古代青銅器冶鑄工藝的四個要素,意為:鑄型必須形制端正、尺寸准確,要用優質的銅錫配製合金,匠師具有熟練的技巧,合金的熔煉、澆注均要火候得當。這體現了先秦時期人們對於冶鑄技術要訣的理解,為人們多所援引。但是,後一段被提及的比例遠遠低於前者,說明人們沒有將鑄後加工置於應有的重要地位。事實上,鑄後加工對於器件的最終質量具有關鍵的作用,通常包括脫范、清理、磨礪等。脫范後有局部缺損的鑄件還需補綴。
器物鑄成冷卻後,用力敲打即可去除鑄范,泥芯因附著器內,較難去除,需要使用工具將其剔鑿出來。然後使用錘擊、鋸截、鏨鑿和刮削等手法,以去除澆口、飛邊、毛刺和多肉等。所用的工具包括一些金屬器具,比如銅削、銅刻針等。
殷墟青銅器的補綴分為兩種,一種是所謂熔補,即直接以熔融銅液傾倒在需補綴的孔洞或裂隙上;另一種是補鑄,如果青銅器的一部分或附件,如足或�1�7等,由於種種原因未鑄成或斷折,則需在殘體上做范,再經澆注與器體熔接而成。
鑄坯變為成品、具有較好的外觀,磨礪起著重要的作用。許多青銅禮器上的磨痕現仍清晰可辨,應是用粗細礪石逐道加工而成。孝民屯鑄銅遺址就出土了數千塊磨石,大小、厚薄、形狀不一,質料有粗、細砂岩兩種,用之打磨修整銅器的表面,也說明該道工序的工作量之大。殷墟鑄銅遺址中木炭往往與礪石同出,在磨光之後,有可能使用木炭在水中打磨器物,使銅器發亮 。
那麼,鑄後加工的工作量到底在鑄作過程中佔有多大的比重呢?由於缺少記載,僅憑出土實物和冶鑄遺存的情況難以得到確證。華覺明根據史貽直、德成等於乾隆二十四年編纂的《欽定工部則例九十五卷》的記載進行了統計和計算,用撥蠟法製作爵、�1�7等禮器,鑄造階段用工量僅為用工總量的4.20%~5.30%。如以鑄造用工量為1,則前期准備的用工量是7.07~8.92,鑄後用工的加工量高達10.29~15.09。即使除卻鏇里合口、年號鐫刻、燒古諸項商周青銅器沒有的工藝,仍然高達6.29~10.18 。由此推測:商代青銅禮器形制復雜,又僅用銅質、石質工具進行操作,依器件復雜程度不同大概接近6~10的范疇,象司母戊鼎、司母辛鼎這樣的大件,或者還需更多。
也許正因為鑄後加工如此繁復,才迫使鑄師們代復一代地想方設法改進工藝,殷墟青銅禮器鑄造工藝的發達、鑄銅工序的嚴格可能與此不無干係。在一定條件下,不利因素之逼迫正是促進工藝更替的重要動因。理解這一點,將有助於我們理解技術演進的本質及有關因素相生相剋、相輔相成的辯證關系。
⑼ 范鑄法的歷史背景
先秦的鑄錢工藝,不同的時期不同的國家不盡相同,有用陶范、有用石范、亦有用金屬范鑄造。西漢早期,民間鑄錢大多採用石范,郡國鑄錢則多採用銅范;武帝元鼎四年以後,上林三官統一採用銅范鑄錢;王莽時期從銅范過渡到疊鑄。從陶范經石范再經銅范至王莽以後採用疊鑄,這些范鑄技術的變革與發展,有著多方面的因素,而不僅僅是一個簡單的技術進步與否的問題,其中蘊含著社會大背景的因果關系。
通過對傳統范鑄技術及歷史文獻的綜合研究,我們發現,從春秋時期的陶范鑄錢,到西漢初石范作為主流;武帝時期的銅范鑄錢,到王莽以後的疊鑄,既與錢幣形制的變化、合金的變化相關,也是社會政治經濟發展和科學技術進步的必然結果。
關鍵辭:古錢幣 鑄造工藝 陶范 石范 銅范 疊鑄 用型砂造的型、軟型來鑄造工件的方法,通常被稱之為砂型鑄造。砂型鑄錢技術大約盛行於隋唐以後,在此之前的不同歷史階段,曾採用過陶范、石范、銅范及疊鑄等鑄造技術。我們將砂型鑄錢以前所採用的各種性質的鑄錢工藝,統稱為范鑄法鑄錢工藝,不論范鑄法中哪一種型,都屬於干型、硬型。本文所要論述的是指范鑄技術的發展、更替,以及它們之間存在的內在關系。
在許多西漢遺址中,曾出土了不少鑄造半兩錢及五銖錢的石范和銅范。從范鑄工藝技術角度看,若范面中錢腔大都具有黑灰層,說明這些石范及銅范都是鑄過錢的。在王莽時期及東漢的鑄錢遺址中,出土的往往是疊鑄陶范。關於石范和銅范到底能否直接用於鑄錢的問題,我們已作了專題研究,並通過了專家鑒定,答案是肯定的【1】,有關研究成果已分別發表【2】。本文主要針對西漢時期鑄錢為什麼大多使用石范、銅范,而王莽以後鑄錢又為什麼大多採用陶范疊鑄技術等問題進行討論。 早在青銅時代我國就發明了各種范鑄工藝,從而製造出了無數精美的青銅器。在青銅范鑄中大多用陶范,但也有採用石范及金屬范進行鑄造的。各地出土資料表明,除大多採用陶范技術外,先秦已經有石范及銅范鑄造了。
1. 石范鑄錢
上個世紀以來,各地曾出土過許多石范,有戰國的、有西周的、亦有商代的,說明石范鑄器最遲在商代。在漢代遺存中,山東、山西、河南、陝西等省均有鑄錢的石范出土,數量之大空前(多見於專業雜志報道)。這說明西漢繼承前代,將石范技術廣泛用於鑄錢。
2. 銅范鑄錢
1982年2月,安徽省繁昌縣的文物工作者在該縣橫山鎮收集到兩件蟻鼻錢青銅范,是農民在開挖房基時發現的。其中一件長27、寬10.7、厚0.95厘米,重1055克,范面有64枚蟻鼻錢腔,另一件有65個蟻鼻錢的錢腔。這些幣型主要分為四排,中間有直澆道與每個錢腔相通。范的正面型腔內有凸起的陽文,文字的下方有一凸起的圓點,與出土的蟻鼻錢上的凹圓點相吻合。類似的蟻鼻錢青銅范在上海博物館、武漢市博物館也有收藏,說明楚國當年是採用青銅范來鑄造蟻鼻錢的。
3. 疊鑄范包鑄錢
到目前為止,考古出土的疊鑄范模和范片數量已不算少,但沒有早於漢代的。從各地發掘的鑄造遺址看,先秦尚未發現有真正的疊鑄技術,最早採用疊鑄技術的是西漢早期的半兩錢【3】。
4.有關鑄錢工藝
綜上所述,雖然西漢的石范鑄錢和銅范鑄錢的工藝都是繼承了先秦的范鑄技術。但先秦的石范及銅范技術在范鑄中的應用並不普遍,而西漢才將石范及銅范技術普遍用於鑄錢行業。出土資料表明,先秦時期錢幣的鑄造工藝比較復雜,春秋時晉、鄭等國的空首布幣是陶范鑄造;戰國秦半兩錢則既有石范鑄造,也有銅范鑄造;楚國的蟻鼻錢則都是銅范鑄造。之所以採用不同方式鑄錢,是由於各國錢幣的大小不一、形制不一、合金亦不相同,這是由物質的物理及化學性能所決定的,只能按照各種錢幣的形制及合金成分的綜合要求來選擇與適當的鑄造方式,否則會造成大量廢品。 如果我們根據各種不同形制的錢幣來研究各種幣形與各種工藝之間的關系,就不難發現其中的某些規律。
1.先秦空首布為什麼採用陶范鑄造
在山西侯馬東周鑄銅遺址中,出土了鑄造空首布的陶范,在山西也出土了許多空首布。這種錢幣的體積都較大,聳肩尖足,首長5.5、肩長9.5、肩寬6厘米,其厚度一般不足0.4厘米。從鑄造角度看,這種幾何形狀的鑄件,不僅要求合金中有較高的鉛含量,而且要求范材要有較好的保溫性能,象石范或銅范這樣的材料,保溫性能差而使銅液凝固速度過快,甚至來不及充滿范腔即已凝固,因此,石范或銅范不適宜澆注空首布這樣薄的鑄件。從對21枚空首布所作的化學成分分析得知,鉛的平均含量達24.30%【4】,盡管含鉛量較高,但畢竟空首布很薄,所以,只能採用保溫性能較好的陶范鑄造,石范及銅范是無法鑄出空首布這類幾何形狀的錢幣的,只適宜澆鑄徑間較厚的鑄件。關於空首布的具體鑄造方法,我們將有專題模擬實驗研究報告刊出。
2.西漢半兩為什麼採用石范鑄造
在山東、陝西、山西等地都出土了一些鑄造過西漢半兩的石范。西漢半兩錢有薄有厚,薄的不足0.05厘米,可能會採用陶范鑄造;厚的一般在0.2厘米左右,約為聳肩尖足空首布厚度的5倍。從對13枚秦半兩錢所作的化學成分分析得知,其含鉛量平均值為19.42%【5】,其中最低為8.01%,最高達 29.74%,如果將這種含鉛的合金液體澆入陶質范腔,至少在澆鑄後半個小時或更長的時間內,其液體不凝固或不能徹底凝固。我們曾於1996年作過模擬實驗,採用陶范豎式澆鑄,即雙合范立式串鑄,銅液含鉛量為30%,澆鑄1小時後,打開范腔,錢坯尚未徹底凝固,用小木棍一碰,液體就立即被擠壓出來。這一模擬實驗說明了一個問題,即陶范不適宜鑄造含鉛量高並體積較厚的鑄件,原因是陶范具有較好的保溫性能。同時,我們還認識到,用含鉛量偏高的銅合金液體澆鑄徑間較厚的鑄件時,不適宜採用陶范。2002年我們進行了石范鑄錢模擬實驗【6】,通過實驗得知,用含鉛量在20%以上的銅合金液體澆鑄厚度 0.15-0.2厘米的鑄件時,澆注到石范范腔中的合金液體凝固正常。這就從技術上說明了西漢初年至武帝統一鑄錢以前,大多採用石范鑄錢是十分合理的。
3. 上林三官五銖為什麼採用銅范鑄造
武帝以前的鑄錢較雜,民間及郡國都能鑄,其規模自然不能與國家鑄幣廠相比,民間大多採用簡單易行的石范鑄錢,郡國因財力及技術力量遠勝於民間,則大多採用銅范鑄錢。由於民間及郡國鑄錢都為取利,因此,錢往往越鑄越小。作為一個國家,要想統一幣形,除頒布嚴格的法令以外,還必須從技術上做到形制的統一。石范工藝雖然易於操作,但石范畢竟用的是質地較軟的滑石料,在鑄錢過程中容易破損,如果大批量鑄錢,就必須經常更新石范,錢的形制就難以統一。所以,只有採用經久耐用的銅范,才能鑄造大批量的形制、質量一致的錢幣。
4.王莽及其以後為什麼大多採用疊鑄工藝鑄錢
所謂疊鑄即疊式澆鑄,是將用泥料在銅質模盒(范母)中壓印出的子泥范層層相疊,然後用草拌泥包裹起來,共用一個主澆道進行澆鑄的一種工藝。這種工藝較之傳統的豎式陶范、石范及銅范鑄錢而言,優點是不言而喻的,不但便於統一錢型、保證質量,而且大大提高了勞動力工效。在王莽之前的西漢初年,就已出現了疊式鑄錢工藝,但比較原始,只是一層層同向疊壓鑄造光背的半兩錢。出土資料表明,到王莽時期,疊鑄技術已相當成熟,疊式鑄造的規模史無前例。王莽時期錢幣幾次改制易形,如大布黃千、一刀平五千等這樣的幣形,己打破了秦以來的圓形方孔錢形制。雖然王莽也用銅范直接澆技術鑄錢,但相比之下,陶范疊鑄技術則更顯示出其優越性。從大泉五十、貨泉、大布黃千及小泉直一等71枚錢的化學成分看,其鉛含量較低的平均值僅為7.07%【7】;若用這種鉛含量的銅液在銅范上澆鑄錢幣,其成活率顯然不及陶范高,加之陶范疊鑄工藝的成本更低,所以,王莽時期的鑄錢工藝從銅范直接澆鑄逐漸過渡到陶范疊鑄,應該說這是鑄錢技術一次大的進步。 凡歷史上大的舉措,必有其社會背景,作為天下普遍用於流通的錢幣,與其鑄造有關的因素很多,其最為直接的因素在文獻中也多有記載。
1 《史記》中有關漢初社會經濟狀況的記載
「漢興,接秦之弊,丈夫從軍旅,老弱轉糧餉,作業劇而財匱,自天子不能具均駟,而將相或乘牛車,齊民無藏蓋。於是為秦錢重難用,更令民鑄錢。」「……至孝文時,莢錢益多,輕,乃更鑄四銖錢,其文為『半兩』,令民縱得自鑄錢。」
由此可知,西漢初年,年輕男子大多去打仗,老弱者轉運糧餉,連年戰爭用錢巨大,以至天子出行都難有四匹相同毛色的馬拉車,而將相只能坐牛車。文帝推行「聽民放鑄」政策,很快出現如鄧通大夫這樣靠鑄錢發家的官員。歷史上的「文景之治」使社會經濟得到迅速發展,其最主要的舉措之一即是放手讓百姓鑄錢。漢代銅錢仍屬重量貨幣,即錢的重量價值等於所用金屬材料本身的重量價值,只是為方便流通而將其鑄造成固定的形狀,固定的大小,這就涉及到了鑄造技術的問題。
先秦錢幣的品種各國不盡相同,從發現的鑄錢遺址來看,一般都與大規模的鑄銅遺址在一起。這一現象說明,先秦錢幣是分散在各國的青銅器作坊中鑄造的,各國都沒有形成專業的鑄錢作坊,其制模製范及鑄造工藝也都是由鑄制青銅器的工匠兼鑄。由於鑄造錢幣比鑄造青銅器簡單,所以不存在技術方面的問題。西漢以後,天下一統,雖然貨幣體系繼承秦制,但聽民放鑄。對於非專業鑄工而言,採用石范鑄錢,是最簡單易行的,省去了傳統陶范鑄法中復雜的制模製范工藝過程。石范直接鑄錢工藝,對於西漢初年那些沒有從事過專業青銅范鑄技術勞作的工匠而言,應是最為明智的選擇。
2《史記》中有關上林三官鑄錢的記載
「郡國多奸鑄錢,錢多輕,而公卿請令京師鑄鍾官赤仄,一當五,賦官用非赤仄不得行。白金稍賤,民不寶用,縣官以令禁之,無益。歲余,白金終廢不行。是歲也,張湯死,而民不思。其後二歲,赤仄錢賤,民巧法用之,不便,又廢。於是悉禁郡國無鑄錢,專令上林三官鑄。錢既多,而令天下非三官錢不得行,諸郡國所前鑄錢皆廢銷之,輸其銅三官。而民之鑄錢益少,計其費不能相當,唯真工大奸乃盜為之【8】。」
由上述記載可知,由於石范鑄錢工藝的簡單易行,使民間及郡國得以順利鑄錢。西漢初年,民間鑄錢推動了社會經濟的快速發展,但其弊端是因鑄錢者太多,錢幣的形制始終難以統一。為了最大限度地解決這一問題,武帝命上林三官統一鑄造五銖。上林三官採用技術難度較大的銅范鑄錢工藝,鑄出了型制統一的五銖。由於上林三官五銖錢形規矩,技術要求及鑄製成本皆高於石范鑄錢,加上嚴厲的法令,所以,武帝以後民間盜鑄錢得以有效控制。 戰國及其以前鑄器雖用過石范,但絕大多數鑄器還是採用陶范,為什麼西漢以後鑄錢卻大多使用石范?除上述因素外,還應考慮技術問題及社會背景。
1 青銅時代結束以後,延續了數千年的青銅范鑄技術僅由兩種長期大量生產的鑄件承襲,即鑄錢與鑄鏡。鑄錢、鑄鏡的范鑄工藝及合金技術截然不同,各自按照自己的發展需要在不斷地改進及革新【9】 。先秦的青銅器范鑄技術,是在對夏代以來(約2000年)傳統范鑄技術的不斷改進中一代代傳承下來,中間從未出現過斷層,但這種范鑄技術隨著戰國晚期青銅時代的結束而逐漸斷代。從出土的青銅器群可以看到一個現象,即凡有鑄造紋飾的青銅器,絕大多數為戰國及其以前的鑄品,凡西漢以後的青銅器,則絕大多數無鑄紋,這難道是西漢的郡王甚至帝王們不想鑄制有鑄紋的青銅器嗎?我們認為肯定不是,西漢以後無鑄紋青銅器出現的原因當不外乎以下幾種;其一,周朝文化衰落,青銅紋飾是其代表;其二,鎏金、錯金銀等裝飾工藝的普及;其三,受漢初尚簡之風的影響,青銅范鑄技術中的有些工藝在戰國晚期至西漢初年的數10年內出現斷層,這也是西漢以後再也造不出有精美鑄紋青銅器的主要原因。
2從出土的西漢青銅鑄件看,我們完全有理由認為,西漢初期青銅范鑄工匠己不具備春秋戰國時期塑造紋飾的技能了。春秋戰國時代的工匠,可以用一個很小的紋飾模,復印出許多紋飾范塊,從而鑄造出一個滿身具有完全相同小紋飾的青銅器,而西漢卻不能。雖然西漢初年的青銅鏡背紋上尚有些地紋,但大多是整雕,再也沒有戰國青銅鏡背紋那種由許多小塊拼兌而成的地紋了。再往後至文景時期,整雕地紋也不復存在,出現了採用圓規技術設計的完全無地紋的一些鏡種,如日光鏡、昭明鏡、草葉紋鏡等。這說明西漢的青銅范鑄工匠,已不再是春秋戰國時代那種世代傳承的奴隸式的技術工匠,而是只為適應市場經濟而勞作的平民百姓。
3近年來,由中國錢幣博物館牽頭,與鄂州市博物館、北京科技大學、中國科技大學等單位分別組成了幾個課題組,對春秋空首布、西漢石范鑄半兩錢【10】、西漢早期原始疊鑄、銅范鑄錢、製作疊鑄范模盒、六朝雙面型腔疊鑄工藝鑄錢等六個方面問題分別進行了專題研究,並都進行了模擬實驗。通過模擬實驗,我們認識到,自春秋空首布至六朝的各種范鑄法鑄錢工藝的第一道模,幾乎都是在石料上刻制而成的【11】。
結語
綜上所述,我們認為,先秦時期各國錢形不同,其鑄錢工藝也不相同。進入西漢以後,由於需要盡快恢復社會經濟,國家實行開放的鑄錢政策,允許民間鑄錢,對於復雜的陶范工藝而言,採用石范工藝鑄錢最易操作,所以,西漢初年民間大多採用石范鑄錢。武帝時期,在收回鑄幣權的同時,由於統一採用銅范鑄錢技術,國家才真正實現了鑄幣的統一。王莽以後,由於錢形更改及合金成分的改變,採用西漢初年發明的陶范疊鑄工藝技術並將其改進,亦是最佳選擇。從此,陶范疊鑄鑄錢技術一直被使用到發明砂型鑄錢為止。
過去曾有學者認為,西漢石范及銅范都不能鑄錢。我們認為,石范及銅范能否鑄錢不是問題,關鍵是西漢初年只有採用石范鑄錢,才能使西漢初期的社會經濟得以快速發展。而上林三官則必須採用銅范鑄錢,才能實現國家貨幣的真正統一。王莽時期,疊鑄工藝技術的廣泛應用和不斷改進,是科學技術的發展在當時鑄錢業中的具體體現。王莽以後至六朝一直使用陶范疊鑄工藝主要有兩個原因,一是離先秦青銅時代的傳統陶范技術越來越遠;二是疊鑄范所使用的金屬模盒可在石祖范上直接鑄成【12】,比傳統陶范的制模製范工藝簡單許多。所以,採用疊鑄技術鑄錢不但比傳統陶范法串鑄技術省工、省料、省時,而且所鑄錢的質量好壞也容易控制。所以,王莽以後至砂型鑄錢技術出現前,鑄錢的主流工藝是陶范疊鑄。 【1】王楚棟、董亞巍、王金華、周衛榮、李秀輝:《中國古代石范鑄錢模擬試驗研究》,《中國錢幣》2003年1期第32頁。
【2】李迎華、董亞巍、周衛榮、王昌燧:《漢代銅范鑄錢工藝及其模擬試驗》,《中國錢幣》2005年2期。
【3】周衛榮、戴志強:《錢幣學與冶鑄史》第177頁「齊刀銅范母與疊鑄工藝」,中華書局 2002年10月。
【4】周衛榮《中國古代錢幣合金成分研究·先秦》第6頁表2211-2尖足布的合金成分,中華書局2004年4月。
【5】周衛榮:《中國古代錢幣合金成分研究·秦漢》第30頁表222-1秦半兩的合金成分,中華書局2004年4月。
【6】王金華、李秀輝、周衛榮:《西漢石范鑄錢原因初探》,《中國錢幣》2003年1期第25頁。
【7】周衛榮:《中國古代錢幣合金成分研究·新莽錢》第40頁表 222-4新莽錢的合金成分,中華書局2004年4月。
【8】《史記·平淮書》,嶽麓書社,1988年第1版1995年第10次印刷。
【9】董亞巍:《論古代銅鏡制模技術的三個歷程》,《收藏家》2004年2期。
【10】王金華、李秀輝、周衛榮:《西漢石范鑄錢原因初探》,《中國錢幣》2003年1期第25頁。
【11】西漢銅范鑄錢課題組對漢代製作疊鑄范用的銅質模盒進行了模擬實驗,並於2004年12月 18日在鄂州通過了部級鑒定。課題組研究確認,這種銅質模盒亦是採用石料製作第一道工序,相關論文將陸續刊出。
【12】疊鑄範金屬模盒研究課題組對漢代製作疊鑄泥范用的金屬模盒的製作進行了模擬實驗,並於2004年12月18日在湖北鄂州市通過了部級鑒定,相關論文將陸續刊出。
⑽ 古代冶金技術和設備是怎樣發展的
我國鋼鐵冶煉技術的發展是從冶煉生鐵開始的,冶鐵術大約發明於西周時期。先煉生鐵後煉鋼,生鐵是煉鋼的原料。煉鋼的出現是具有劃時代意義的重大事件。此外,銅冶煉技術也是我國的一項重大發明。
在我國古代冶金技術的發展過程中,風箱扮演者極為重要的角色。它是我國發明的一種世界上最早的鼓風設備。
歐冶子是春秋時越人,是當時的冶金高手,更是我國歷史上著名的鑄劍師。《越絕書》中記載有「楚王見劍」的故事,讓我們有幸看到「龍淵」劍的誕生過程。
楚王命令相劍家風鬍子到越地去尋找歐冶子,叫他製造寶劍。於是歐冶子走遍江南名山大川,尋覓能夠出鐵英、寒泉和亮石的地方,只有這三樣東西都具備了,才能鑄制出利劍來。
最後,歐冶子來到了龍泉的秦溪山旁,發現在兩棵千年松樹下面有7口井,排列如北斗,明凈如琉璃,冷澈入骨髓,實乃上等寒泉,就鑿池儲水,即成劍池。
歐冶子又在茨山下採得鐵英即純凈的鐵,拿來煉鐵鑄劍,就以這池裡的水淬火,鑄成劍坯。可是沒有好的亮石,終是無法磨出寶劍。
歐冶子又爬山越水,千尋萬覓,終於在秦溪山附近一個山嶴里找到亮石坑。發覺坑裡有絲絲寒氣,陰森逼人,知道其中必有異物。於是焚香沐浴,素齋三日,然後跳入坑洞,取出來一塊堅利的亮石,用這里的水慢慢磨製寶劍。
經兩年之久,終於鑄劍3把:第一把叫「龍淵」;第二把叫「泰阿」;第三把叫「工布」。
這些劍彎轉起來,圍在腰間,簡直似腰帶一般,若一鬆手,劍身即彈開,筆挺筆直。若向上空拋一方手帕,從寶劍鋒口徐徐落下,手帕即分為二。斬銅剁鐵,就似削泥去土。
這些寶劍之所以如此鋒利,皆因取鐵英煉鐵鑄劍,取這池水淬火,取這山石磨劍之故。
楚王見劍大喜,乃賜此寶地為「劍池湖」。後在唐代改叫「龍泉」,一直叫到今天。
楚王曾引泰阿之劍大破晉軍。當時晉國出兵伐楚,圍困楚都三年,為奪楚國鎮國之寶「泰阿劍」。楚國欲城破之時,楚王親自拔劍迎敵,突然劍氣激射,飛沙走石,遮天蔽日,似有猛獸咆哮其中。片刻之後,晉軍旌旗仆地,流血千里,全軍覆沒。
上述記載,雖然帶有傳說的成分,但據現代考古發掘報道,春秋時期,我國的冶金技術確實非常之高,達到了當時世界先進水平。
歐冶子為越王勾踐鑄造的寶劍,被埋在地下數千年,發掘出土後發現還光亮不銹,十分鋒利。經現代科學研究,這些青銅兵器都經過很好的外鍍處理,表明我國是世界上最早發明金屬外鍍術的國家。
從目前的考古發掘結果來看,我國人工冶煉的鑄鐵器具約出現於春秋末期以前,即公元前6世紀左右。
江蘇省六合縣程橋的東周墓中出土的鐵丸和彎曲的鐵條,經鑒定前者是迄今發現的我國最早的生鐵,為白口鐵鑄件;後者是用早期的塊煉鐵鍛成的。這是世界最早的生鐵。
生鐵是煉鋼的原料。煉鋼的產品多是低碳鋼和熟鐵,但是如果控製得好,也可以得到中碳鋼和高碳鋼。據考古學家考證,我國早在西漢的時候,就已經掌握煉鋼技術,是世界上最早會製造煉鋼的國家。
徐州獅子山楚王陵考古發現:楚王陵保存著一處完整的西漢楚王武庫,庫中堆滿各式成捆的實戰楚漢兵器,兵器雖歷時2000多年,依然鋒利無比,輕輕一劃刀鋒力透10餘層厚紙。
研究分析表明:當時的鋼鐵技術正處於發展時期,淬火工藝、冷鍛技術、煉鋼製作均已使用。楚王陵的年代下限為公元前154年,這表明我國在西漢早期已發明並使用了煉鋼技術。
世界上最早有關煉鋼的記載,見於我國古代東漢時期的《太平經》72卷,書中寫道:
使工師擊治石,求其鐵,燒冶之,使成水,乃後使良工萬鍛之,乃成莫邪耶。
這「水」應指生鐵水。「萬鍛」應指生鐵脫碳成鋼後的反復鍛打。
直至18世紀中期,英國才發明了煉鋼法,在產業革命中起了很大的作用。
青銅冶煉也是我國獨樹一幟的技術發明。據考古發掘和古書《史記·封禪書》等記載,我國在夏代已經冶煉青銅,進入青銅時代。
冶銅技術和規模上在殷商已很發達,西周進入鼎盛時期。表明我國是世界最早冶煉青銅和進入青銅時代的國家。
白銅的發明是我國古代冶金技術中的傑出成就。目前公認的我國也是世界上最早的白銅記載,見於東晉散騎常侍常璩的《華陽國志·南中志》卷4。文中記載:「螳螂縣因山名也,出銀、鉛、白銅、雜葯。」
螳螂縣治所在今雲南巧家老店鎮一帶。這里富產銅礦,而鄰近的四川會理出鎳礦,兩地間有驛道相通,從資源上看,可以肯定螳螂縣所出白銅為鎳白銅。這是有關鎳白銅的最早可靠記載。
在我國古代文獻中,白色的銅合金統稱為白銅,包括三種銅合金:
一是含錫很高的銅錫合金,如被稱作白銅錢的「大夏真興」銅錢和隋五銖錢,經檢驗均為高錫青銅,不含鎳。又如日本正倉院收藏的一批奈良時代的我國白銅鏡,也是高錫青銅;二是含砷在10%以上的銅砷合金,即砷白銅;三是銅鎳合金即鎳白銅。三種白銅中,鎳白銅最為重要,其次是砷白銅。
我國是世界最早用膽水煉銅的國家。西漢時期《淮南萬畢術》記載「曾青得鐵,則化為銅」,東漢時期《神農本草經》說「石膽……能化鐵為銅」,這些距今已約2000年,比國外約早1500年。
膽水煉銅或稱「膽銅法」,是宋代最重要的煉銅方法,即把鐵放在膽礬溶液中,使膽礬中的銅離子被金屬鐵置換成為單質銅沉積下來的一種產銅方法。
因在金屬活動順序表中,鐵排在銅的前面,表明鐵的金屬活動性強於銅,所以鐵能和銅鹽發生化學作用而置換出銅。
失蠟鑄造法是鑄造器形和雕鏤復雜器物的一種精度較高的鑄造方法。我國是世界上最早發明失蠟鑄造法的國家。
失蠟法鑄造銅器從文獻記載看,最早是唐代。北宋宰相王溥著的《唐會要》中記載,唐代開元年間使用蠟模鑄造開元通寶,這是我國關於失蠟法的最早記載。
從青銅實物考察,1979年河南省淅川縣楚國令尹子庚墓出土的銅禁,器體側面和邊沿鑄強國富民呈網狀的相互纏繞的蟠螭,所顯現出的玲瓏剔透的鏤孔就是用失蠟法鑄造的。
據研究,子庚死於公元前552年,它的相對年代應屬春秋晚期,是我國目前發現的採用失蠟法鑄造銅器最早的鑄件。它的發現將我國古代採用失蠟法鑄造銅器的起始時間大大提前了,從而在世界上居於領先地位。
古代先進的冶金技術靠的鼓風設備。風箱就是我國古代勞動人民發明的一種世界上最早的鼓風設備。這種古老的設備能夠使爐中的火焰熊熊燃燒起來。
考古學家從文獻記載上看到,我國古代的大哲學家老子曾經說:「天地之間,其猶橐龠乎,虛而不屈,動而愈出。」
這句話的意思是說:天地萬物其實就像一個很大的皮革做的鼓風器,裡面充滿了空氣,所以天不會塌下來。它越是活動,放出的空氣就越多。
橐龠,就是古代的一種鼓風器,是「風箱」一詞的古稱。老子生活於公元前571年至公元前471年之間,可見那時就已經普遍開始使用風箱這種鼓風器了。
在我國古代,風箱是一種非常重要的工具。尤其在冶煉金屬方面,風箱更是必不可少的設備。
宋代發明了一種雙動式活塞風箱,這種風箱有許多優點,所以剛發明出來,就在我國民間普遍使用,甚至直至今天,北方農村中有些地方仍在使用這種風箱。
雙動式活塞風箱整體為一個矩形的木箱,箱內用一個隔板又分為兩層,上層內裝有活塞,活塞與拉桿相連而且又和風箱外的拉手相接,在活塞與隔板相接的地方,有一些羽毛,這樣可以防止空氣溢出。
下面一層是風道,隔板的兩端有兩個風口,箱兩端各有一個進風孔,口上裝有一個活瓣,活瓣可使空氣只朝一個方向流動。
使用這種風箱的時候,只要把風箱上的拉桿一拉一推,即可使空氣往復運動。這樣爐中的焰火在風的吹動下就會越燒越旺。
風箱在我國的發展經歷了漫長的歲月。從戰國時期的皮革橐龠到東漢時期的木扇式水排,直至宋代的雙動式活塞風箱,這種世界上最古老的鼓風器,使我國古代在這方面的研究一直處在世界先進行列。
除了上述介紹的之外,我國古代冶金技術還有許多其他發明與創造,但限於篇幅,只能掛一漏萬,不能一一述及。不過由上所述,便可足見其先進程度。
總之,我國古代在冶金技術和設備上,創造了多項發明,極大地促進了我國冶煉技術的發展,也為世界冶金業作出了重大貢獻。