“炉火纯青”是我们经常遇到的成语,经常用来比喻一个人的某种能力达到了完美的境界。据说,其来历是以前郑丹路旁边的魔术师,炼制长生不老船队时不透露秘密,如果郑丹路的火焰呈现纯蓝色,就意味着船队已经炼制成功。这里的纯蓝色火焰是指我们今天在冶炼路上看到的蓝色火焰。
火焰中的秘密
人们早就知道,在青铜冶炼过程中,可以通过观察炉内火焰的颜色变化来控制温度。炉子的温度从500以下变成暗黑色,上升到700,火焰就会变成紫红色。也就是说,我们常说的“炉子是红色的”,然后上升到800-900,火焰就会从红色变成黄色。(阿尔伯特爱因斯坦)。
一般来说,提高温度显然有助于绝大多数化学反应的加速,但过度提高温度是非常不经济的实用手段。在当今化学工业中,大部分都是采用催化剂技术来提高化学反应的速度,而不是单纯地通过提高反应温度来完成化学反应。古代炼丹时代的魔术师不知道是催化化学反应,往往认为火焰达到了“炉火纯青”,这意味着火焰已经到家,长生不老的仙丹也成功炼制。
但是,在当时的技术条件下,使用的耐火材料的内温度达到了所谓的“炉火纯青”,刚刚只能承受,如果继续加热,提高温度,只能燃烧炉底穿透,可能会功亏一篑。
也就是说,春秋战国时期留下的科学著作《考工记》中,有记录显示当时人们通过观察炉子颜色的变化来判断青铜冶炼过程。冶炼青铜时:混合的铜和石材首先喷出黑浊气体,“黑浊的气枯竭,黄白紧随其后。黄白的气息枯竭,青白次之。青白的气息枯竭,青气随后可以铸造。' '
近代冶炼科学技术证明,金属的加热熔化过程与多种化学反应的过程一起产生多种颜色的挥发性气体。冶炼青铜时,附着在原料上的有机碳氢化合物由于燃烧的原因首先产生黑浊气体,随着炉温的升高,原料中含有的氧化物硫化物等武器杂质挥发,会产生黄白、青花火焰。
可以看出,上面提到的“炉子是绿的”并不是炼丹炉边魔术师们的心,而是源于古代工匠们对青铜冶炼工艺的了解。它来自古代工匠们的经验总结,不是迷信,而是科学。当然,用青铜器,也就是蓝色火焰,就能辨别青铜是否成功冶炼,在冶炼工艺上相当成熟。这个经验应该是古代工匠们经过多年,通过无数生产实践得到的经验总结。
青铜背后的奥妙
我国从大约4500年前的新石器时代末期开始使用铜。考古发现表明,当时已经可以利用冷端工艺加工天然红铜,并具备了最早的青铜夜舟技术。到了对手,青铜冶炼技术已经成熟,春秋战国时期进一步发展。今天,全国各地博物馆都能看到大小精巧、出土的青铜器。是的,最好的证词。
作为青铜文明的象征,我们的祖先除了在后代留下大量青铜器物外,还总结出青铜时期合金的比例规则,即根据青铜时期的不同用途要求生产不同比例的青铜合金。这是《考工记》记载的“金裕六奇”一词。“金”指青铜,“齐”是当时对青铜合金的称呼。
青铜有铜锡合金、铜铅合金、铜锡铅合金,其中铜锡铅合金的材料在《考工记》中是这样描述的,将黄金分为五分之一,锡占1,其斧头是近地。(孔子、论语、李安)把那黄金分成四分之一,石居占一,据说是那个高昌的齐国。(孔子、论语、文官)把那黄金分成三分之一,主席占1,据说要有那个大日子。(《孔子》、《论语》、《列侬》)把黄金分成五分之一,占石居二,杀其者,斩其箭,是茄子。(孔子、论语、文官)据说是“金、锡班、锦隋齐”。也就是说,锡含量分别为16.7%、20%、25%、33.3%、40%和50%
在国家博物馆,重达832.84公斤的继母彭丁通过今天的检查,这个巨大的青铜锅已经知道成分上铜占84.77%、锡占11.64%、铅占2.79%的比例,在《考工记》中达到了接近“宗政治”的比例,在中华文明史上充分见证了当时青铜夜周期技术达到的卓越水平。
胡莫芬坦(在国家博物馆拍摄)
近代科学分析表明,锡含量在17%左右的青铜器呈橙色,外观漂亮、音响效果好、耐腐蚀,是铸造手表和鼎等器物所必需的。锡含量增加,青铜硬度增加,但质地脆脆,容易断裂。锡含量减少会降低青铜的硬度,但韧性会增加。刀、刀、矢量(箭头)等武器要求高硬度,因此锡含量比较高,斧头、高、矛等工具和兵器需要一定的韧性才能提高寿命,因此锡含量相应较低。因为铜镜有光泽,有银白色的光泽,质量硬,不怕脆。
含锡量最高。由此可见,古人们的"六齐"之说,大体上能正确反映当时青铜合金应用中铜锡配比之间的规律,从而使所得青铜器,在各种不同的应用中铸就了各自的完美。这个完美并非某年某日一蹴而就的,古代工匠们正是通过青铜铸造工艺上日复一日的摸爬滚打,不畏惧技艺上的成千上万次失败,才给我们后世的青铜冶炼技术,铸就了这么一个"炉火纯青"的完美境界。