青铜兵器不锈之谜(图)

秦俑坑数以万计的青铜兵器虽埋在地下两千多年，但挖出后，仍寒光闪闪，锋利无比。这是什么原因造成的呢？

经过对剑、矛、镞、殳等兵器进行微光显微光谱、X光萤光、电子探针、光谱分析等检验，发现其兵器表面有一层致密的含铬化合物的氧化层。北京铜铁学院曾对一支三棱铜镞用电子针进行分析，结果表明它表面铬的含量为0.87-2.23％，平均1.98％，厚度约10至15微米。对一支秦剑进行过四次电子探针测，也是只有表层含铬，含量达0.6-2％，厚度10-15微米。用原子吸收分光光度测量，一戈錞表面含铬0.23％。

化学镀铬技术的发明，是我国于两千年前首创的奇迹，至迟是由秦代人发明的。关于这一工艺的具体方法，今天已不得而知，但根据模拟性的实验，用铬矿石的火硝在空气的参与下，经过800度至1000度的焙烧，可浸出制成铬酸盐或重铬酸盐。再把重铬酸盐加温到400度左右，使其液化，涂到青铜剑、镞的表面，即可形成一层灰色的铬盐氧化层，具有良好的防腐蚀功能。这是当时生产条件下的一项特殊工艺。这种工艺在西汉时期仍沿用，在西汉满城汉墓中就发现这种经过铬盐氧化工艺的兵器，后来再没有发现过这种情况。因此，这种工艺后来失传了，遂成为千古之谜。

青铜剑的锋利程度简直使人难于想象。现存故宫博物院的那柄秦俑坑青铜宝剑，我们曾作过试验，在桌面上放一叠纸，然后轻轻地将剑从纸上拉过，一次居然划透了十九张纸。这把剑是用铜、锡、铅等金属制成的，且各种金属的比例掌握得恰当好处，从而使秦剑坚硬锋利而富有韧性。

在青铜兵器的铸造过程中，我们惊讶地发现，在两千多年前人们已使用了标准化工艺，这可是一个了不起的创造。所谓标准化是指同类产品部件必须能够互相通用，以便于大规模生产和检验管理，同时也便于更换和维修，它是现代化工业的产物。但通过对秦俑坑兵器的实测结果，发现数百件弩机的牙、栓、刀和其它部件，完全可以互换通用，轮廓误差不超过1毫米。铜箭镞按照应用需要，分为四种类型，形成了系列产品，同类型铜镞的三个面的轮廓误差不大于0.15毫米，镞头锋刃采用流线型三维空间曲线，放大24倍后与当代生产的手枪弹头轮廓线竟奇迹般的重合。由此可见秦代兵器生产型号、式样已规范化、系列化。1982年英国标准化专家在看到这批兵器后赞不绝口，并公认世界的标准化发源于中国的秦代。