战国时期的青铜技术可以用来制作输液用的针吗？
商周青铜器的铸造、采矿和冶金业
商周时期是中国的青铜时代，当时铸造了大量精美的青铜器，是中国古代先民对世界文明的杰出贡献。他们的发掘不仅再现了中国古代青铜时代的面貌，也显示了古代工匠所达到的青铜冶炼和铸造技术的高度。研究商周时期的青铜冶炼和铸造技术，对揭示当时社会生产的发展水平具有重要意义。
长期以来，研究冶金史的学者们大多把注意力集中在对青铜铸造技术的考察上。建国后30多年来，随着铸造车间特别是矿冶遗址的发现和发掘，研究方法的改进和模拟实验的开展，为这一课题的深入探索提供了丰富的材料，填补了冶金史研究的一些空白。
矿冶遗址的发现商周时期的青铜器主要由铜和锡、铜和铅或铜和铅和锡的合金组成，一般称为锡青铜、铅青铜或铅锡青铜。青铜器中微量元素的测定表明，各地铸造青铜器的原料多取自附近的含铜矿脉。比如镇江附近的商周墓葬和地窖出土的铜块，铅的比例很大，锑的含量很少，与中原青铜器不含锑、铅含量较低的铜材明显不同。在湖北大冶铜绿山、湖南麻阳九曲湾、内蒙古林西大井等地都发现了采冶遗址。多为东周时期，但铜绿山古采冶遗址上限可延至西周，下限可延至汉代。这些遗址发现了古人在采矿时开发的竖井、巷道、采矿工具、升降排水器具和铜矿石。铜绿山古铜矿的挖掘是在大理岩和火成岩的破碎带中进行的。在挖掘过程中，在井巷群中架设了一个相当完整的木架支撑，距离地表有四五十米深。(见彩图【湖北大冶桐庐山东周谷矿遗址】)另外两个遗址利用岩石裂隙沿矿脉开挖，很少或没有木材支撑。在跨度较大的采空区，保留工字型矿柱作为支护。麻阳九曲湾有一条巷道，斜长140m，垂深约80m。有的是露天开采。铜绿山、大井、矿山附近有冶炼遗址，说明开采的铜矿石是在采场附近冶炼的。
铜绿山发现的10炼铜竖炉均为土夯筑，可分为炉基、炉缸、炉身三部分。灶台的横截面多为长方形，有一个金色的门。大井发现的12炼铜炉有两种不同的形状:一种横截面为椭圆形或马蹄形，直径0.8 ~ 1.2 m，金门呈拱形，面向西北，高0.2 m，宽0.1m；另一种叫多孔窑型(有许多圆孔和弯曲的通道)，直径1.5 ~ 2米。这些炉的周围是木炭、孔雀石、石砧、压碎矿石的石球、冶炼时排出的大量炉渣和陶瓷器皿。根据炼铜的原料，当时的冶炼工艺是氧化矿还原熔炼。大井冶炼遗址出土了马头形陶瓷鼓风管，说明人工鼓风可以掌握炉温。模拟实验表明，春秋时期的这种竖炉可以连续进料、连续排渣、间歇出铜，具有较高的冶炼能力。铜绿山遗址的炉渣多凝结成薄片，酸度适宜，含铜量仅为0.7%，反映出春秋时期的炼铜工艺已达到相当高的水平。
【东周炼铜竖炉桐庐山出土】
几乎所有的杜毅商周时期的遗址都有发现。它的面积有几万平米，也有65438+万平米以上。作坊遗址出土了相当数量的陶器模型、坩埚块、木炭、小铜器以及与铸铜生产有关的铜锭、铜渣等遗存。这些作坊遗址的发现表明，商周王室和王公使用的青铜器多产于当地。
偃师二里头遗址商代早期的铸铜作坊，熔铜的坩埚是用草拌泥制成的。范涛和青铜器一样，都是素面朝天。据电子探针测定，出土青铜爵含铜92%，锡7%，铜锡比与郑州二里岗青铜器非常接近。在郑州商代遗址中发现了两个铜铸作坊，分别位于城南南关外和城北紫荆山北。熔铜工具不仅有草拌泥制成的坩埚，还有涂有草泥的陶瓷大锅或大口。但从大型铜鼎的发现来看，也有可能使用熔铜炉。许多陶器模型都刻有图案。这两个作坊不仅生产青铜礼器，而且在南关外的铸铜作坊出土了大量的青铜，紫荆山以北的作坊也出土了大量的刀钹，被认为是铸铜手工业分工迹象的反映。
安阳殷墟北圃、西周洛阳庞家沟铜器铸造遗址、新郑郑韩古城南郊东周铜器铸造作坊、后马牛古城都是古代大型铸造遗址。在这些地方发现了大型铜熔炉、大量陶器模型以及与铜铸造有关的工具和器具。根据残壁弧度判断，苗圃北铜铸件遗址出土的熔铜炉直径约为60 ~ 70厘米。还有井式炉，直径1 m，深0.5 ~ 1 m，洛阳庞家沟发现的炼铜工具有三种。其中大型熔铜炉内径160 cm，壁厚30 ~ 35 cm，配有风口。洛阳、新郑、侯马等地的作坊都发现了陶瓷鼓风管，说明铜熔炼炉具有良好的熔炼能力。在这么大的炉里熔化铜，在当时适合铸造大型青铜器。
在苗圃和侯马铜器铸造遗址中发现了与铜器铸造有关的遗址，如住宅、坑、井、祭祀坑、范烤窑、道路和台面等。各个作坊出土的陶器模型有几万个，有些能拼对。从范涛的空腔中，我们可以知道有礼器、乐器、工具、武器、车马或其他装饰品。侯马的铸铜作坊还铸造了中国最早的青铜铸币布和铜带钩。
铸造青铜器的模具有三种:陶模、石模和金属模。范涛的原料主要是粘土和沙子，一般都是就地取材。陶土由于耐火度高、通风容易、来源方便，被广泛用于全国各地的作坊，成为中国青铜时代铸造技术的一大特色。工具、武器等。形状简单的用单模或双模铸造，一模可多次使用。青铜容器是用复合模具铸造的，一套模具只能铸造一个物件。夏县东峡峰遗址和清江武城遗址均有石制模型发现，数量不多。都是铸造刀、箭头等小物件的模具。金属模具有两种:铜模和铁模。山东临淄发现的铜模是铸造铜钱的模具。河北兴隆发现的铁模型是铸造铁器的模型。
青铜铸造技术的杰出成就铸造一件青铜器需要塑模、翻扇、烘烤、浇注等一整套工艺。把要铸造的形状塑造成泥模，在泥模上翻出外模，在泥模或外模上刻出需要的图案，然后把模具的型芯切掉或单独制作，型芯与外模的距离就是浇注后青铜器的壁厚。为了防止粘土在干燥过程中可能发生的收缩开裂和变形，粘土中粘土和砂的组成比例要合理。外扇和芯体阴干晾干后，组合在一起，在风扇干燥窑中烘烤脱水定型。它通常在出窑后趁热铸造。大型物件需要挖开固定，采用槽注法浇筑。一次浇铸，俗称浑铸法。对于较复杂的形状，先铸配件，再铸车身，或先铸车身，再铸配件，称为分铸法。分瓣铸造法在商代已有使用，东周更为熟练。商代、西周青铜器的装饰纹样，多刻在泥模上，也有在外模上加工的。东周时期，有些图案是印在模具上的，有些可能是贴在模具上的，提高了工作效率。铸造一个青铜模具需要四个外模和1个模芯，一个青铜爵需要16个陶瓷模具。曾侯乙墓钟架中间的一口钟，用136件陶器铸造而成。
青铜乐器的铸造反映了商周时期铸造技术的成就。据研究，上中和周中都有很好的音响效果。据曾侯乙编钟检测，锡占12.5 ~ 14.6%，铅占1 ~ 3%。这个比例大致类似于《考公基》中的“金有六气，金锡六分居其中，称为中鼎之气”。实验表明，当钟体内锡含量低于13%时，声音单调尖锐；如果含锡量过高，铃身就会易碎。同时，适当的铅含量有利于铃音的衰减和音色的变化。含铅量太低，衰减慢，含铅量太高，音色变差。古代工匠在实践中摸索出合理的配料比例，并掌握热处理等工艺来控制和提高钟的声音，铸造了这套总音域为5个八度的编钟，可以奏出完整的五音、六音或七音音乐。
堆积铸造技术出现于东周时期。据考证，临淄发现的长方形铜模是用来制作粘土的。将若干个烤好的陶模堆叠起来，浇注时铜汁通过中间直浇道流到每个半月形内直浇道，到达刀的型腔，这样一次可以铸造十几个甚至更多的铸件。
春秋时期也出现了失蜡铸造工艺。这个工艺就是把容易熔化的黄蜡做成蜡模，用细泥多次浇注，再涂上耐火材料使其变硬，做成模具。烘烤后，黄蜡融化流出，形成铸铜汁的空腔。河南淅川司夏楚墓出土的青铜禁鼎表面的兽头、兽足、兽耳等饰物，战国早期曾侯乙墓出土的尊盘，都是用失蜡法铸造的。此外，研究人员还研究了司夏楚墓出土的55号青铜鼎的鼎脚和曾侯乙墓中的冰龙头的焊料，认为是用金属锡焊接而成。
[淅川司夏1号墓出土青铜鼎铸孔焊接附件]
除了商周青铜器表面的纹饰外，还出现了用玉或绿松石镶嵌的“铜镶玉”技术。在商代，这种技术主要用于武器和小饰品。东周时期，这种镶嵌进一步应用于大型铜制容器，并常与金银错位、嵌紫铜、贴金等新技术一起用在同一物件上。不同颜色的对比使青铜器的装饰效果更加突出。
对吴越青铜剑的研究发现，剑的不同部分使用了不同成分的铜合金。比如中脊用低锡或多铅的合金，提高其韧性；锡含量约为19%的铜合金用于这两种合金。使用不同成分的铜合金，直接的效果是既保证了两刃的锋利，又增强了战斗时剑中间脊的抗震性能，刚柔并济，不易折断。
越王勾践的剑上有装饰性很强的几何图案。对于这种格局的形成，众说纷纭。有人认为是硫化物腐蚀，也有人认为是镶嵌了不同的铜合金:基体是锡青铜，花纹是锡铜铁的合金。由于合金的成分和含量不同，颜色也不一样，磨砺时因硬度不同而略凹陷，呈隐花状花纹(见彩图【越王勾简佩筠剑】、【鄂琦君解】)。虽然观点不一，但研究者一致认为当时的铸剑技术达到了相当高的水平。
文献学
北京钢铁学院中国古代冶金史:中国古代冶金，文物出版社，1978。
春秋战国时期的青铜器
继西周青铜器之后，春秋战国时期是我国古代青铜器铸造的又一个高潮。可分为春秋早期、春秋中晚期至战国早期、战国中晚期三个阶段。春秋早期青铜器的形制和组合与西周晚期基本相同，纹饰也沿袭了西周的特点。这一阶段的代表性器物有山东黄县南部出土的吉果器，河南三门峡上村岭出土的虢国青铜器，湖北京山苏家垅出土的曾国青铜器，山东烟台上矿出土的纪国庆青铜器，山东历城白草沟出土的吕国器，湖北睢县熊家老湾出土的曾国青铜器。春秋中期以后的青铜器以平面纹的流行为标志。陕西侯马和旧记录中的公瑾生产的陶器模型都有精细的平面图案。春秋晚期至战国早期，青铜器纹饰向浮雕发展，复杂的镂空花纹在东周时期达到青铜器制作的高峰。代表性实物有河南新郑青铜器、安徽寿县蔡侯墓、山西浑源李煜村以及河南辉县山表镇、刘丽鸽亭、河南淅川、长治流域、湖北睢县擂鼓墩出土的青铜器。到了战国中后期，很多青铜器都变得朴素了，衣服和器皿的数量也大大增加了。代表性器物有长沙、寿县等地出土的楚器，陕西后川出土的魏器。
春秋战国时期青铜器的主要特点有:①大量出现各国器物。西周时期有铭文的青铜器多为周王室和王臣所制，很少为诸侯国所制。到了春秋时期，皇族和王公的礼器几乎消失，取而代之的是王公、大夫甚至大夫的仆人铸造的器物。这与当时皇族的衰落和王公、大夫、家臣的势力日益壮大不谋而合。②地域风格的形成。总体上呈现出中原以三晋为中心，西部以秦国为中心，南部以楚国为中心的三足鼎立格局。此外，北方、西南、东南等几个少数民族地区也有自己独特的风格。(3)区域间逐渐沟通。比如吴越流行的细线云雷纹，在楚国也发现了，原本在北方使用的钩也传到了南方，从物质和文化的角度反映了东周大一统的历史趋势。④铸造技术的巨大进步。器物的制作主要体现在组合模型铸造的高度发展，失蜡法的应用，模型印刷法，镶嵌技术的普及，兵器的表面处理技术。湖北省大冶县铜绿山矿址反映了东周时期青铜冶铸业的巨大规模，反映了春秋战国时期生产力的提高。
中国古代青铜的冶炼和铸造技术
中国古代青铜冶炼技术
中国古代青铜器的形成和发展经历了一个漫长的时期。中国现代已知最早的青铜器是甘肃东乡马家窑文化遗址出土的一把铜刀，距今约4800年。经检验，为锡青铜制成。考古发掘表明，早在新石器时代晚期和夏朝，人们就能以石制模型和陶制模型铸造简单的工具和武器。在商代早期，用于青铜爵的铸件由许多陶器模具和粘土芯组成，其中一些只有2毫米厚。铸造技术已经达到了一定的水平。商代中期使用锡青铜和铅青铜两种合金，可以铸造80公斤重的大锅。这一时期，具有中国特色的组合陶器的铸造工艺已基本形成。
商代晚期，青铜冶铸业达到顶峰，已能熟练运用多种铸造方法(先铸器后铸器，或先铸器后铸器，再随器身铸造)获得复杂的器形，如殷墟木壕墓出土的圆柱，铸造在器身上。多重铸造接缝更为典型。它的吊梁和盖钮采用多种方式铸造，七个零件和车身由五个零件两次铸造成一个整体。铸造工艺也已经标准化。椭圆形容器通常分为三等份或六等份，方形和长方形容器以对角线延长线为界分为四等份或八等份。器物种类繁多，包括各种礼器、器皿、兵器、生产工具、车马、乐器等。大型铸件用直径600 ~ 800 mm的竖炉熔化铜，用通道浇注。重要器物的合金比例也初步形成规范。
西周时期，陶模铸造进一步普及，中期以后形成了独特的风格，出现了许多新的造型和图案。有些器皿上刻有特殊的铭文。技术的进步还表现在铜芯牙套的广泛使用。青铜器的足部由与青铜器内腔相通变为封闭。
在商周时期，用于制作陶器模型的粘土是由砂质粘土或粘土和沙子制成的。经过挖掘，粉碎，筛选，混合，老化，揉捏和保存(有时清洗和添加沙子)，粘土具有良好的可塑性和再现性，可以变成非常精细的图案。大部分陶模的烧制温度在700℃-800℃之间，其实就是土，属于土模。后期的一些陶模，温度较高，坚硬青紫，接近半陶或陶。早期的陶器模型用的是单一的陶土，到了西周就有了面料和背衬之分。为了提高芯材的退让性和渗透性，芯材中的含砂量明显增加，颗粒粗大，后期掺入大量植物纤维或熟料。
铸造模型做得非常细致，分型面有榫头和榫眼，用于定位。最初的模具只有一个型腔，到了商代中期，出现了可以铸造7 ~ 9件的模型。大多数陶器模型只能使用一次，但山西侯马春秋铜器铸造作坊生产的模型可以重复使用十次以上。由于采取了一系列工艺措施，铸件特别是一些精品的表面质量，花纹清晰美观，铸缝极窄，铸造缺陷少，达到了较好的技术水平。
根据对历年来数千件出土器物的科学考察，证明商周青铜器绝大多数是用陶模铸造的。不使用失蜡法也能获得极其复杂的形状如四羊尊、曾侯乙永中等，关键在于铸造技术的巧妙运用和不同模型的组合铸造，从而形成了商周陶模铸造的技术特点。
青铜生产工具是青铜时代生产力的主要因素。出土文物中常见的青铜手工工具有刀、锥、凿、斧、锄、凿、钻、锯等。陕西、河南、安徽、江苏、浙江、云南等省发现了大量商周时期的青铜农具，包括雷、锨、铲、铲、镰等。正是在青铜工具广泛应用的基础上，创造了举世闻名的灿烂的商周青铜文化。
春秋中期以后，由于失蜡法和低熔点合金铸焊技术的发明和使用，青铜铸造技术有了显著的提高，从以前的简单模型铸造技术发展到泥铸、分铸、蜡铸、软焊、硬焊、锻造等多种金属工艺的综合应用。铸造的进步突出表现在薄壁和超薄壁铸件的铸造上，如著名的越国勾践剑，其同心薄壁组织厚度仅为0.2 ~ 0.4毫米。随着金属技术的进步和铁制工具的使用，战国时期金银交错、鎏金、线刻等装饰技术被广泛使用，使河北平山中山王墓的食鹿虎座等一些器物更加金碧辉煌。同时，由于商品交换的发展，器皿大多趋于简单实用。币、钩等装置的大量生产，促进了一型多用、叠铸、锚链铸造的发展。这一时期关于青铜冶炼铸造的文献记载明显增多，如《考公基》中记载:“凡铸金，金锡，黑浊之气尽，其次黄白，黄白之气尽，青花之气尽，青之气尽，而后可铸”，《荀子？《江国篇》中提到:“刑正，金工冶巧，火工齐整，刑却是的”，而吕春秋则说:“金软锡软，两者结合恰”，说明铸造大师们经过长时间的反复实践，对合金的熔炼、铸造和使用性能有了规律性的认识。其中，最重要的记载是《考·公基》所载的“六气”法则。实物分析和研究表明，商周青铜器的合金成分比《六齐》记载的要丰富，鼎的合金成分早在商代晚期就已初步形成。到了春秋战国时期，编钟、铜剑、铜镜等重要器物都有严格的合金成分比例，铜锡铅三元合金已被广泛使用。作为世界上最早有文字记载的合金制备方法，刘琦揭示了锡青铜力学性能随锡含量变化的科学规律，具有重要的学术价值。