Vol.24 韩汝玢等：中国古代铜器的显微组织 ·229· 分界线，表面锡含量比基体中含锡量高出许多， 物夹杂外，还有高铁相，其含铁量>92%，分布 并有n相(CuSu),ε相(CuSn)和少量8相存在，与 不均匀，有的地方群集（图59）.表明此件西周戈 基体显微组织a固溶体和少量（α+8）共析明显不 制作时使用的金属铜是没有经过精炼的粗铜， 同；富锡层厚薄因器物而异，10-80μm不等，有 在铸造和合金化时亦没有产生去除铁的条件， 单面、双面镀之分；镀锡层内又分23层，每个 故粗铜中的铁仍保留其中，用含铁量高的青铜 分层的组织及成分又有差异，各分层之间互相 戈作为兵器，在西周时期已能加工使用.由于此 交错，界限不规则，镀层内有较多孔洞，是铜锡 戈内存在成分差异较大，在埋藏环境下，极易产 原子互扩散产生的克根达耳效应(Kirkndall Ef- 生电化学腐蚀，所以在戈的不同部位呈现不同 fect).这些显微组织特征在内蒙凉城毛庆沟出 的腐蚀产物. 土的3件虎形牌饰、2件双鸟形牌饰以及宁夏固 ⑤在埋藏环境条件下，室温长期时效，会引 原出土5件牌饰中均已发现（图58）阿 起古代铜器中显微组织发生变化，这对金属学、 ④1985年陕西长安张家坡M152中出土1 合金相变学的研究具有重要学术意义.大量出 件西周孝王时期（公元前9世纪初）的戈，此戈表 土的铜器由于埋藏环境条件不同显示复杂的锈 面锈蚀严重，多数呈绿色，局部呈现褐色（铁锈）， 蚀结构及特征.影响腐蚀的发生、发展结果的各 锈层厚且坚实叨.经鉴定此戈含锡18%（平均 方面因素太多，如金属和合金的纯度，成分与组 值)，刃部略高，含铅小于1%，来自矿石，不是有 织，它所接触的土壤、水分、成分和pH值以及含 意加入.金相组织是c固溶体等轴晶及孪晶，α晶 氧量及其变化，细菌的存在，少量杂散电流出现 粒间界仍保留有δ或（α+8）相，刃口处α等轴晶内 的可能性等.对于古代铜器中为什么有的是α固 显示有较多的滑移线和弯曲的孪晶面.值得注 溶体优先腐蚀，有的是（α+8）优先腐蚀，自由铜 意的是此戈含铁4%6%，这在青铜制品中很少 再沉积的条件，铜器腐蚀产物特征及其形成机 见.一般青铜器的含铁量在1%以下，主要以铜 理等，也是近年来在中国冶金与材料史研究中 铁硫化物夹杂形式存在.而此戈除含铜铁硫化 新发展的项目之一， 10μm 10m 10 um 图55内蒙古朱开沟残削刀(2683)的 图56四川广汉三星堆铜人底座 图57内蒙古朱开沟铅青铜爵（残片） 显微组织 (1857显微组织（含2.2%Sn,15%Pb) (2671)铸造组织及边部有α等轴晶及 Fig.55 Lead bronze microstructure of Fig.56 Lead bronze microstructure 挛晶 the knife handle(2683) with 2.2%Sn,15%Pb Fig.57 Cast lead bronze a equi-axed grains and twinned crystals of one side fragment of the wine vessel (Jue) (2671) 5um 图58内蒙古毛庆沟双鸟形纹牌饰 图59陕西张家螋M152西周戈 M31:1)镀锡层的组织 (2357刀的显微组织（高铁相） Fig.58 Tinned microstructure on the Fig.59 Microstructure with Fe-rich surface of double birds pattern of the phase of the dagger(2357) plaque