青銅器是我國商周時期留存下來的典型文物,有著*的觀賞、收藏和學術研究價值。近年來,隨著文物收藏熱的悄然興起,各種文物贗品、偽品和仿冒品不斷出現,由于復制技術的日益,使文物真偽的鑒定,僅憑經驗和眼觀手摸更顯得非常困難了。
那么,判斷文物真偽,有沒有科學的鑒定手段呢?答案當然是肯定的。通常,對于那些經考古發掘出土的青銅器,考古學家們自有一套斷代的方法。對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。該法鑒定的主要對象為燒制過的陶瓷器等,當然,許多金屬器保存下來的范土,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也較大,某些造假高手也會采用射線輻照法干擾熱釋光分析的準確性。
另外熱釋光儀價格高昂,鑒定周期長,也給鑒定工作的普及帶來一些麻煩。其實在這一領域里,金相分析金相分析鑒定方法是大有可為的。金相學金相學是一門研究金屬內部組織結構及其在不同的鑄造、加工和熱處理熱處理條件下金屬組織的形成和轉變規律的學科。作為主要研究手段的金相顯微鏡是觀察金屬內部組織的專門儀器,借助于它的幫助,可以觀察到金屬內部的各種組織形態。
大家知道,用來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,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的合金,其室溫下的平衡相組織應是(α+ε)的共析組織,但是實際生產中的鑄造青銅組織與平衡相圖有很大的不同。這是因為在此成分范圍內銅--錫二元合金的結晶間隔很大,加上錫在銅中的擴散速度極慢,青銅的鑄造過程也是在較大過冷條件下完成的,這將導致δ-相區顯著向銅側偏移,以致含錫量在α單相區內的錫青銅也會出現δ-相,于是我們在金相顯微鏡下觀查到的錫青銅鑄造組織便都是鑄造樹枝晶組織。由α固溶體和(α+δ)共析體構成,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,形狀不規則,內有斑紋。未經浸蝕的δ-相在明視場下觀察時呈淺藍色。
從理論上講,如果遵循平衡相圖,δ-相在350℃以下將要發生δ→(α+ε)的共析反應過程,生成(α+ε)相,但是由于錫原子在銅中的擴散極為困難,室溫下δ-相的共析轉變幾乎不可能進行。
盡管如此,但也不能否認此時合金相的組成是處于一種不平衡狀態,它具有向平衡狀態轉變的內在潛力。而能促成這一相變過程的因素是溫度和時間。古代青銅器大都是鑄造成型后稍加修飾即投入使用,很少進行其他熱處理加工工藝。
所以,可促成相變過程的因素只有時間了,如果有足夠的時效過程,這種轉變應該能逐漸實現,那就可能給我們提供一個鑒定古代青銅器的依據。
毋庸置疑,商周時期的青銅文物保存到今天,都經過了幾千年之久的時效過程,這漫長的歲月給錫原子在合金中進行擴散提供了充足的時間條件。
筆者通過十幾年來對大量青銅器的金相觀察后,發現確實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,可發現有許多的樣品都存在著數量不同的“純銅晶粒”。說它是純銅,因為在電鏡下對其做的微區成分分析表明,其銅含量幾近100%。
當然,需要強調的是此一反應所需的時間是非常漫長的(被發現有純銅晶粒存在的青銅器均是唐代以前文物),而偽造仿冒品則不可能有如此長的時效過程來完成這種反應。于是,能否觀察到“純銅晶粒”也便成了我們區別青銅文物是真品還是偽品的有力的科學手段。據筆者粗略的統計表明,凡是能觀察到“純銅晶粒”存在的,那么此青銅器必是唐代以前鑄造的。
這里尚需說明一點,即:是不是凡真品必都可以觀察到“純銅晶粒”,目前還不能擅下結論,進一步的研究工作仍在進行之中。不過有一點是可以肯定的,就是偽品還沒有發現過有“純銅晶粒”的存在。
利用對金相組織的觀察,還可分析青銅器的制作工藝。我們知道,許多古青銅器都不是一次鑄成,而是通過合鑄、補鑄等工藝完成。那么,在合鑄或補鑄時,勢必將先鑄部分的接口處預熱,這樣才能使鑄合處緊密結合。
正因為如此,通過對兩部分金相組織的觀察,簡單區分鑄造樹枝晶和退火等軸晶,就很容易判定哪部分是先鑄部分,哪部分是后鑄部分。這對研究該器物的鑄造工藝顯然是極有幫助的。例如在對司母戊大鼎進行鑄造工藝的研究工作時,利用此法很方便地界定出多處補鑄和接鑄區域,揭開了其鑄造工藝上的許多秘密。
另外,通過定量金相法還可較為準確地判斷樣品成分。近年來彩色金相方法的研究使對組織的區分變得更為。金相技術的不斷發展,對古代金屬文物研究工作上的作用將會得到更充分的發揮。
那么,判斷文物真偽,有沒有科學的鑒定手段呢?答案當然是肯定的。通常,對于那些經考古發掘出土的青銅器,考古學家們自有一套斷代的方法。對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。該法鑒定的主要對象為燒制過的陶瓷器等,當然,許多金屬器保存下來的范土,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也較大,某些造假高手也會采用射線輻照法干擾熱釋光分析的準確性。
另外熱釋光儀價格高昂,鑒定周期長,也給鑒定工作的普及帶來一些麻煩。其實在這一領域里,金相分析金相分析鑒定方法是大有可為的。金相學金相學是一門研究金屬內部組織結構及其在不同的鑄造、加工和熱處理熱處理條件下金屬組織的形成和轉變規律的學科。作為主要研究手段的金相顯微鏡是觀察金屬內部組織的專門儀器,借助于它的幫助,可以觀察到金屬內部的各種組織形態。
大家知道,用來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,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的合金,其室溫下的平衡相組織應是(α+ε)的共析組織,但是實際生產中的鑄造青銅組織與平衡相圖有很大的不同。這是因為在此成分范圍內銅--錫二元合金的結晶間隔很大,加上錫在銅中的擴散速度極慢,青銅的鑄造過程也是在較大過冷條件下完成的,這將導致δ-相區顯著向銅側偏移,以致含錫量在α單相區內的錫青銅也會出現δ-相,于是我們在金相顯微鏡下觀查到的錫青銅鑄造組織便都是鑄造樹枝晶組織。由α固溶體和(α+δ)共析體構成,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,形狀不規則,內有斑紋。未經浸蝕的δ-相在明視場下觀察時呈淺藍色。
從理論上講,如果遵循平衡相圖,δ-相在350℃以下將要發生δ→(α+ε)的共析反應過程,生成(α+ε)相,但是由于錫原子在銅中的擴散極為困難,室溫下δ-相的共析轉變幾乎不可能進行。
盡管如此,但也不能否認此時合金相的組成是處于一種不平衡狀態,它具有向平衡狀態轉變的內在潛力。而能促成這一相變過程的因素是溫度和時間。古代青銅器大都是鑄造成型后稍加修飾即投入使用,很少進行其他熱處理加工工藝。
所以,可促成相變過程的因素只有時間了,如果有足夠的時效過程,這種轉變應該能逐漸實現,那就可能給我們提供一個鑒定古代青銅器的依據。
毋庸置疑,商周時期的青銅文物保存到今天,都經過了幾千年之久的時效過程,這漫長的歲月給錫原子在合金中進行擴散提供了充足的時間條件。
筆者通過十幾年來對大量青銅器的金相觀察后,發現確實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,可發現有許多的樣品都存在著數量不同的“純銅晶粒”。說它是純銅,因為在電鏡下對其做的微區成分分析表明,其銅含量幾近100%。
當然,需要強調的是此一反應所需的時間是非常漫長的(被發現有純銅晶粒存在的青銅器均是唐代以前文物),而偽造仿冒品則不可能有如此長的時效過程來完成這種反應。于是,能否觀察到“純銅晶粒”也便成了我們區別青銅文物是真品還是偽品的有力的科學手段。據筆者粗略的統計表明,凡是能觀察到“純銅晶粒”存在的,那么此青銅器必是唐代以前鑄造的。
這里尚需說明一點,即:是不是凡真品必都可以觀察到“純銅晶粒”,目前還不能擅下結論,進一步的研究工作仍在進行之中。不過有一點是可以肯定的,就是偽品還沒有發現過有“純銅晶粒”的存在。
利用對金相組織的觀察,還可分析青銅器的制作工藝。我們知道,許多古青銅器都不是一次鑄成,而是通過合鑄、補鑄等工藝完成。那么,在合鑄或補鑄時,勢必將先鑄部分的接口處預熱,這樣才能使鑄合處緊密結合。
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