>>> 2008年第4期
北京大兴高米店汉墓出土铜镜的科学分析
作者：杨 菊 于 璞
【摘要】2007年，北京市文物研究所利用金相显微镜和扫描电镜对北京大兴高米店汉墓出土的两件铜镜做了科学分析，得出了一系列科学结论，为考察汉代铜镜的铸造技术提供了科学资料，同时为金属文物的科学保护提供了依据。
金相学是研究金属及合金内部组织结构的一门学科。金相分析可以提供以下信息：金属内的夹杂物，如熔渣、铁和铜的硫化物、金属氧化物，或者由于合金凝固过程中气泡的存在而形成的孔洞；金属的熔化和浇铸过程；金属器物的加工过程，如锻打、淬火等。利用金相分析，可以对金属文物的内部结构和腐蚀过程做出分析，从而提出处理保护方法。扫描电镜—能谱分析（SEM-EDS）由于有微区分析的特点，可以将组织、断口形貌、平均成分、微区成分分析同时完成，已成为金属文物研究的重要手段之一。2007年，北京市文物研究所利用金相显微镜和扫描电镜对北京大兴高米店汉墓出土的两件铜镜做了科学分析，得出了一系列科学结论，为今后对金属文物的保护提供了重要参考资料。
实验共分两部分。一，首先将实验对象镶样、磨光和抛光，制成金相样品，在金相显微镜下观察其夹杂物的形貌特征，初步判断夹杂物的属性；然后经三氯化铁、盐酸、酒精溶液浸蚀后，在金相显微镜下观察其组织形态。二，利用扫描电镜对金属样品的微区进行成分分析。金相观察采用LEICA DM 4000M金相显微镜，电镜能谱分析采用剑桥S-360扫描电镜配备Tracor Northern 524 X 射线能谱仪。
作为实验对象的铜镜共两件。下面详细报告分析结果。
Ⅰ、连弧纹镜（M1∶1），残，半球形纽，柿蒂形纽座，叶间铸有“百子千孙”铭文。其背面大部分为黑漆古，并有绿色锈蚀产物和黄色沉积物覆盖，局部为水银沁（图一）。正面有点状锈蚀，并向漆古层下发展，造成局部漆古层起鼓甚至脱落。
金相检测表明，铜镜Ⅰ的金相组织为（α＋δ）＋α＋Pb，镜正面可见4～8μm厚的漆古层（表面锈蚀）和20～50μm的锈蚀过渡层（图二）。扫描电镜照片显示其中的Pb呈弥散状均匀分布（图三，1）。基体中部分布有一定量的铸造缩孔，其中较大的缩孔表观直径在5μm左右（图三，2）。扫描电镜能谱无标样检测（表1）显示，漆古层（表面锈蚀）中含有较多量的Fe和Si，说明漆古层的形成有后期埋藏环境中土壤成分的参与。表面锈蚀层中Cu与Sn的含量相当，说明锈蚀层中铜的流失较多；相比而言锈蚀过渡层的铜流失较少（图四）。
Ⅱ、简易博局纹镜（M3∶1），锈蚀较复杂，部分为黑亮漆古，部分为绿色锈蚀，绿锈下为红色锈蚀，局部有黄色锈蚀或沉积产物（图五）。
金相检测表明，铜镜Ⅱ的金相组织为（α＋δ）＋α＋Pb。取样部位锈蚀较严重，锈蚀层状结构明显，根据青铜锈蚀规律结合能谱和金相分析，由内而外大致是氧化亚铜层、氧化铜层以及孔雀石。氧化亚铜层中有较大的自由铜颗粒、孪晶组织（图六）。Pb在样品中呈不均匀分布，大块的Pb主要与纯铜颗粒伴存，或单独存在于外层锈蚀层中（图七）。
检测中发现纯铜颗粒锈蚀产物含氯（图八；表1），是有害锈，会继续发展，需处理保护。
结论
1、本次对两件铜镜的分析为全面考察汉代铜镜的铸造技术提供了一份可供参考的资料。
2、金相分析和扫描电镜能谱分析显示，两件铜镜都是含锡约24％的高锡青铜镜，含有少量铅，铸造成型，是汉代主流的合金技术和成型技术。
3、检测中对含氯锈蚀产物的确认，为对铜镜制定切实可行的科学保护方案提供了依据。
〔责任编辑：成彩虹〕