最早的合金规律一“金有六齐”
青铜是铜、锡、铅的合金,可分为铜锡合金、铜铅合金、铜锡铅合金 3 种。通过生产实践,春秋战国时人们已逐渐认识到青铜的合金成分配比不同, 其性能存在着一定的差异,于是人们开始采用控制铜、锡、铅的含量配比, 来生产性能各异、适合于不同用途的青铜。在此基础上,人们又开始有意识地总结青铜合金的配比规律,来指导生产实践。当时成书的手工业生产规范性著作《考工记》中,就记载有 6 种铜锡合金的成分配比规则,称之为“金有六齐”。
“金有六齐”中的“金”指的是铜,“齐”古时通“剂”,这里是方剂、剂量的意思。所谓“金有六齐”,就是“六分其金而锡居一,谓之钟鼎之齐; 五分其金而锡居一,谓之斧斤之齐;四分其金而锡居一,谓之戈戟之齐;三分其金而锡居一,谓之大刃之齐;五分其金而锡居二,谓之削杀矢之齐;金锡半,谓之鉴燧之齐。”也就是在这 6 种牛锡青铜合金中,含锡量分别为 16.7
%,20%,25%,33.3%,40%,50%。这是世界上最早的关于合金配比的经验性科学总结。
从上引“六齐”的总结性文字中,可以看到不同配比的青铜,其用途也不一样,这是符合科学原理的。“六齐”中的“钟”指编钟之类的乐器,“鼎” 指礼器,“斧斤”为工具,戈戟、大刃、削、杀、矢为兵器,“鉴”指铜镜, “燧”专指可以聚光取火的凹面铜镜。近代科学分析表明,含锡量 17%左右的青铜,呈橙黄色,外表美观,声响效果较佳,耐腐蚀性较好,正好适应铸造钟鼎之类器物的要求。锡的含量增大,青铜硬度增加,但质地变脆而易于断裂;锡的含量减少,则青铜硬度下降,但韧性提高。刀、削、矢一类兵器需要有较高的硬度,故含锡量相应较高;而斧、戈、戟之类工具和兵器要求有一定的韧性,以提高使用寿命,故含锡量相应偏低。铜镜需要磨光,使呈银白色的光泽,要求质硬,不怕脆,故含锡量最高。由此可见,“六齐”具有甚高的科学性,它大体上正确反映了青铜合金的配比规律。
(金秋鹏)