青铜器的涂色(趣味化学文明的光辉)

我偶尔喜欢去上海博物馆看看,作为东南地区著名的博物馆,保存着大量国宝。以前喜欢看看金银、珠宝、玉器。随着年龄增长,慢慢对青铜馆中的青铜器有了兴趣。作为一个化学老师,我感兴趣的是材质的成分,铸造的工艺和器物在长久岁月中产生的各种变化。

我国是青铜器大国,鼎盛期从夏朝开始,商、西周、春秋及战国一直延续时间约一千六百余年。青铜器的主要原料是铜和锡,但是由于铸造器物的不同,铜锡之间会有不同的配比。金有六齐,“齐”指的是铜和锡剂量的多少。

青铜器的涂色(趣味化学文明的光辉)(1)

曾侯乙尊盘

《考工记》中规定各类青铜器的“铜锡合金的比例是很合乎合金的原理的”。青铜中锡的成分占17%到20%最为坚韧。可以锻造斧 、戈、戟。青铜中锡的成分占30%~40%,硬度最高。可以打造刀剑这类武器。青铜中锡占的分量增多,光泽就会从青铜色转为赤黄色、橙黄色、淡黄色。锡占到30%~40%,青铜就会变为灰白色。《考工记》规定“钟鼎之齐”锡占14.29%,可以呈现橙黄色较美观,同时也为了能敲出美妙的声音。“鉴燧之齐”锡占50%,可以打造白色光泽的铜镜。

青铜器的涂色(趣味化学文明的光辉)(2)

青铜器的铸造方法有好几种,最常见的模范法,先制作出想要铸造器物的模型,然后在用泥土覆盖在模的外部,这就是模范法中的“外范”,有了“外范”自然也有“内范”,“内范”的大小和“模”的内部一样大。接着,往“范”的空隙中浇筑铜水就可以了。

第二个是失蜡法,失蜡法就是利用蜡之类容易熔化的材料制作好模型,然后在利用陶土在模型上抹上一层陶土。接着,直接高温焙烧蜡便会从预先留下的孔中融化流出,而那层陶土便会成了“范”。下面,只需要向“范”里浇筑就大功告成了。

随着岁月的流失,青铜器会慢慢呈现出斑驳的光泽和外表,这是金属氧化的过程,特别是产生的铜锈。最常见的绿锈其主要成分为碱式碳酸铜,化学式为Cu2(OH)2CO3,它是铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物质反应产生的物质,颜色翠绿。也是孔雀石的主要成分。

青铜器的涂色(趣味化学文明的光辉)(3)

化学方程式:

2Cu H2O O2 CO2=Cu2(OH)2CO3

反之碱式碳酸铜加热可生成又可生成CuO,CO2,H2O。

化学方程式:

Cu2(OH)2CO3=2CuO CO2↑ H2O

在漫步上博青铜棺的过程中,我们能体会到先民对火焰、金属、器物不懈地探索,同时为我们留下了璀璨的华夏文化,青铜器作为我国标志性的文化遗产,值得我们骄傲。

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