最新研究發現，秦陵出土青銅劍並未使用鍍鉻防鏽技術
文章來源：諶旭彬｜短史記（ID: tengxun_lishi）
最近，《Scientific Reports》在線發表了一項關於秦陵兵馬俑青銅武器為何能保存至今的研究。①
長期以來，中文知識界流傳這樣一種說法：早在兩千多年前，中國秦代的工匠就已經掌握了先進的鉻酸鹽轉化塗層技術，來防止金屬遭到腐蝕。理由是秦陵出土的很多青銅武器保存完好，且在某些青銅武器表面檢測出了鉻。
比如，由陝西省考古學會編輯、1986年出版的《陝西考古重大發現 1949~1984》一書如此寫道：
「秦俑坑出土的青銅兵器，有劍、戈、矛、鈹，戟、鉞，殳、彎刀、箭鏃等，製造工藝極為精緻，刃鋒銳利。尤其是青銅劍的表面經過鉻鹽氧化處理，具有防鏽抗腐蝕的作用。這一工藝，歐美資本主義國家直至近代才掌握，而我國在兩千多年前已創造了這一先進工藝，說明我國古代冶金技術的進步，反映了中國古代勞動人民的聰明才智。」②
圖：秦兵馬俑一號坑出土的秦青銅劍，引自秦始皇帝陵博物院網站
1996年，由秦始皇兵馬俑博物館編纂出版的《秦俑學研究》一書中，也有相似的內容：
「在外國，一九三七年德國才發明了鍍鉻工藝。鍍鉻防鏽法的普遍使用則是最近數十年的事，防鏽時間一般能保持六十年。秦代青銅劍的發現，證明我國遠在二干一百年前已經開始使用鉻鹽氧化法，而且至今仍未失去保護作用。」③
《Scientific Reportsvolume》在線發表的這項由中外學者共同參與的最新研究，否定了上述說法。
圖：《Scientific Reportsvolume》在線發表之論文截圖
研究分析了大量的出土武器、土壤及相關材料樣本，還做了鉻塗層處理實驗、青銅器加速老化實驗，嘗試回答如下幾個問題：
（1）武器表面存在鉻的概率是多少？
（2）表面存在鉻與青銅武器的長久保存之間有無相關性？
（3）鉻的來源在哪裡？
（4）武器表層的鉻是有意為之的嗎？
最後得出的結論是：
（1）在464個武器部件中，只有37個檢測到了鉻的濃度≥0.1%，這證明鉻的存在並不普遍。
（2）鉻與青銅武器的長久保存沒有關係，真正起作用的是青銅含錫量較高成分穩定，且埋藏地的黃土酸鹼度合宜，土壤顆粒非常小能阻礙金屬腐蝕所需的通氣和濕度。
（3）鉻的主要來源是漆。當年修築秦陵時，曾用漆對兵馬俑和武器上的非金屬部件（比如木製劍柄、劍鞘）進行塗層。所以，與這些部件相近的金屬表面常能發現鉻，反之則極少發現。至於漆中鉻的來源，尚需進一步研究。
（4）秦代工匠並未掌握用鉻為金屬防腐的技術，金屬表面的鉻是埋藏後受到污染所致。
圖：秦陵出土的青銅劍（圖片引自《Scientific Reportsvolume》在線發表的論文）
其實，類似的質疑並非始於今日。
比如，1996年，學者何堂坤在《考古》雜誌刊文，公布了自己對6件表面含鉻青銅器的檢測結果。根據這些檢測結果，何認為：
「今分析的6件試樣原系鍍錫器物, 並未進行過人工鉻化處理, 表面上的鉻是在使用、埋藏過程中偶然滲人的, 試樣表面的諸般色態、是自然腐蝕造成的。秦俑坑銅鏃、滿城漢墓銅鏃表面鉻分布狀態與這6件試樣十分相似, 唯顏色存在較大差異,同樣很難排除自然污染的可能性。」
具體的理由有5點：
（1）事例很少。包括何本人測驗的6件青銅器在內，「今知（指1996年）我國古代表面含鉻的青銅器試樣總共不到10件，……十多年來一直沒有增加」。
（2）這些青銅器表面的含鉻量較低。「6件試樣10個分析點的平均成分為1.065%，最高含鉻量只有2.170%」。
（3）把這些鉻說成刻意人為，動機很難理解。對青銅器的表面進行處理，要麼是為了裝飾，要麼是為了防腐。但研究的6件含鉻樣品顏色不一，有乳灰色、灰白色、青灰色、灰綠色、灰黑色，不是用鉻來裝飾著色應有的現象；樣本里有鏃，鏃是大量消耗之物，並無防腐必要，而且真要防腐鍍錫就可以了，「含鉻表面的抗蝕能力未必勝過鍍錫表層」。
（4）青銅器表面的含鉻量不均勻。如果是為了裝飾或防腐的需要，這種現象很不合理。
（5）鍍鉻技術缺乏文字記載。其他鍍錫、鍍金、鍍銀技術，均可在古籍中找到依據。④
較之以往的質疑，本次《Scientific Reportsme》在線發表的研究論文，給出了更細緻的數據和更準確的分析，結論也變得更為可信。
圖：秦陵銅車馬，引自秦始皇帝陵博物院網站
除了「秦俑坑青銅劍鍍鉻防腐」，上世紀70年代還曾流行過一種學術意見，認為越王勾踐劍千年不銹，是因為劍身「採用了硫化表面處理技術」。此說如今也已被證偽。
據湖北省博物館考古學者後德俊的研究，越王勾踐劍之所以保存完好（並非完全不生鏽），真實原因有三：
（1）古劍含鉛量很低，作為古劍主要成分的銅，是一種不活潑的金屬。
（2）古劍埋藏環境穩定，與外界幾乎處於隔絕狀態，且墓坑內充滿呈中性的積水，水中含氧量極少。
（3）越王勾踐劍出土時插在劍鞘中，劍鞘為木製，保存完好，劍身與劍鞘吻合度很高，隔絕了劍身與外界固體物質的接觸。⑤
其中，第二點是最主要的原因。
事實上，只要具備好的埋藏環境，普通青銅工具也可以歷時千年保存完好，比如「1974年在湖北大冶銅錄山古礦井出土的大銅斧（其中含銅90.27%、錫6.25%），是生產勞動工具。表面既未經過表面處理，工藝上也不像古劍那樣經過了精心製造，由於埋在很深礦井下的淤泥中，出土時雖有些鏽蝕，但其表面依然呈現出銅的本色。」相反，越王勾踐劍出土後，離開了原來的埋藏環境，「劍身表面的光澤，現在都不如出土時明亮了」，「它們的表面已經在緩慢地生鏽」。
圖：越王勾踐劍，引自湖北省博物館網站
至於越王勾踐劍表面硫化物，據後德俊的解釋，應是屍體腐爛分解產生的硫或硫化物污染了劍身，「勾踐劍部分表面硫的存在就是這些含硫物質與該劍表面相互作用的結果。」
2018年初央視播出的文博節目《國家寶藏》中，來自湖北省博物館的專家，在談及越王勾踐劍為何「千年不腐」（是不腐，並非不銹）時，已不再提所謂的「硫化表面處理技術」——新技術證實，劍身表面含硫部分，所受腐蝕其實更嚴重。⑥
（完）
①Marcos Martinón-Torres, Xiuzhen Li, Yin Xia, Agnese Benzonelli, Andrew Bevan, Shengtao Ma, Jianhua Huang, Liang Wang, Desheng Lan, Jiangwei Liu, Siran Liu, Zhen Zhao, Kun Zhao & Thilo Rehren:《Surface chromium on Terracotta Army bronze weapons is neither an ancient anti-rust treatment nor the reason for their good preservation》，Scientific Reportsvolume 9, Article number: 5289 (2019) 。網址：https://www.nature.com/articles/s41598-019-40613-7。
②陝西省考古學會編，《陝西考古重大發現 1949-1984》，陝西人民出版社，1986，第78頁。
③秦始皇兵馬俑博物館編，《秦俑學研究》，陝西人民教育出版社，1996，第69~70頁。
④何堂坤，《幾件表面含鉻青銅器的分析》，《考古》1996年第7期。
⑤後德俊，《越王勾踐劍不銹之謎》，《江漢考古》1980年第1期。
⑥節目觀看網址：
http://tv.cntv.cn/video/VSET100369865622/4f7a34e341e240538c74910a0312db2e
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