Технология получения бронзы: производители, способы получения, технология производства
Содержание
Технология производства сувениров из бронзы
1. Создание мастер — модели
Данная модель может быть восковой, металлической, гипсовой, деревянной, пластилиновой или выполняться из других материалов.
Мастер-копия является прототипом будущей фигурки – по ней проще всего заказать изделия из бронзы. На фото показаны примеры пластиковых мастер — моделей
Здесь использована пластика «СОНЕТ» фирмы из Санкт-Петербурга
Здесь польская полимерная глина «Пластишка»
Специалисты мастерской «БронзаМания» чаще всего подготавливают мастер — модели из полимеров, предназначенных для создания скульптур.
Профессиональные скульпторы — миниатюристы делают каждую модель вручную. При этом сложный дизайн фигурки требует создания нескольких деталей, то есть разборной модели.
На нее закрепляется литниковая система для подачи расплавленного металла – подводящие каналы потом будут удаляться, поэтому они не должны испортить изделие в местах своего соединения с фигуркой.
2. На следующем этапе мастер — модель
отделяется от формы из силикона
Так получается рабочая матрица с литниками для отливки восковой копии будущего изделия из бронзы.
Когда у нас заказывают скульптуру из бронзы, все происходит по такой же схеме.
Форма из материала на основе силиконаФорму разрезают особым способом, что бы можно было получить качественную восковку
3. Далее в силиконовую форму
подается под давлением расправленный воск
Он равномерно заполняет все полости, образуя восковку – восковую копию разрабатываемого бронзового изделия.
После остывания восковки, она проверяется на дефекты – наличие воскового облоя, пузырьков: сначала снимается облой,
затем восковая копия просвечивается, и если нет пузырьков, то полируется.
На производство одной восковки уходит 12-15 минут, поэтому с силиконовой матрицы за час можно получить до 4-5 копий.
Так выглядит рабочее место восковщицы. На фото присутствуют резиновые формы и восковкиВосковки различных изделий
4.
Из готовых восковых копий формируется своеобразная елка
Для этого несколько заготовок крепятся на одну ось – в виде грозди под 45° к основанию.
После окончания этого этапа получается елка, состоящая из множества восковок.
Чем больше вам нужно заказать изделий из бронзы, тем большее количество елок будет подготовлено для следующего этапа.
Восковки с литниковой системой
6. Елку с восковками располагают на основании из резины,
а сверху одевают короб без дна и верха (опоку)
Металлическая опока удерживает гипсовую смесь, которая заливается внутрь и полностью заполняет пространство между деталями елки.
Затем короб помещают в вакуумную камеру, где из смеси выводятся все пузырьки. В таких условиях гипс затвердевает.
7. После того как гипс стал твердым, из него выплавляют весь воск
Получается керамическая форма, в которую и будет заливаться металл – бронза.
Но перед этим форму нужно прокалить до температуры 1300°, чтобы жидкий металл при аналогичной температуре не разрушил ее во время литья.
Закалка происходит в течение суток – сначала температура постепенно подымается, потом также медленно опускается.
8. В готовые формы из гипса заливается жидкая бронза,
и сразу помещается под вакуум
Металл формирует в таких условиях идеальную поверхность, плотно прилегая к стенкам формы.
Процесс отливки нужного тиража бронзовых изделий идет в течение нескольких суток, не прекращаясь.
Чтобы температурный режим соблюдался постоянно, работа литейщиков происходит в несколько смен.
Именно такое художественное литье бронзы можно заказать по выплавляемым моделям в мастерской «БронзаМания».
9. Залитые формы после вакуума достаточно быстро охлаждают
(за 15-20 мин)
и механическим путем аккуратно разрушают,
чтобы достать бронзовую елку с фигурками
Каждое изделие отделяется от елки при помощи кусачек, подготавливая их к обработке.
Каждая фигурка отмывается от остатков формы (гипса), если присутствует накал, он удаляется методом отмачивания в особом растворе.
Изделия в формомассе
10. Предпоследний этап – обработка изделий
Все места крепления литников полируются вручную, после их удаления бормашинами.
На специальных станках бронзовые фигурки обрабатываются щетками из латуни – их мягкая щетина снимает последние окалины.
Затем происходит полировка текстильными кругами с применением полировочных паст и специальных пропиток.
Мастер стачивает остатки литников бормашиной и полирует места их крепления к фигуркеИзделия перед чернением и полировкой
Отполированные бронзовые изделия при необходимости
проходят процедуру чернения (антикварного старения)
Если вам нужно заказать скульптуру из бронзы в антикварном виде, этот этап обязателен.
После того как фигурки из бронзы прошли обработку кислотными составами, они выглядят как настоящий антиквариат.
В завершение производится финальная полировка и тонировка тканью – изделие окончательно приобретает товарный вид.
Только после этого оно попадает покупателю в руки.
Железная и бронзовая эры — Реферат
Рефераты, курсовые и дипломные работы
- Образование и карьера
- Методические материалы
- Рефераты
- Образование и карьера
- Методические материалы
- Рефераты
В статье обсуждается вопрос о корректной датировке начала использования человеком металлов. Приводится критика методологии датировки. Приводится альтернативный взгляд на развитие металлических эпох с точки зрения технологии получения металлов. В 1946 г. датским археологом Кристианом Томсеном [1] была предложена археологическая периодизация развития техники и человечества в целом, в основу которой положены материалы, из которых выполнены предметы труда и оружие.
бронзовый век
железный век
Именно используемые материалы являются важным, а для исторических времен определяющим критерием материального производства.
Наиболее популярным физическим методом в исторической хронологии считается радиоуглеродный метод, претендующий на довольно независимое датирование предметов и памятников античности. Но по мере того, как шло накопление полученных с его помощью дат, вскрылись серьезные трудности. Во-первых, вследствие того, что интенсивность космических излучений изменяется в зависимости от многих причин, количество образующегося радиоактивного изотопа углерода может колебаться во времени. Кроме этого, углерод в огромном количестве непрерывно выбрасывается в атмосферу. И для того, чтобы определить истинный возраст, пришлось бы рассчитывать сложные поправки, характеризующие изменения в составе атмосферы. Эти неясности и некоторые затруднения технического характера приводят к сомнениям в точности многих датировок, которые выполнены радиоуглеродным методом.
Радиоуглеродный метод широко применялся в тех случаях, когда полученные результаты сложно либо невозможно проверить каким-либо другим независимым методом.
По словам Л.С. Клейна [2], радиоуглеродные датировки внесли некоторую растерянность среди археологов. Некоторые из них приняли указания физиков и решили пересмотреть хронологию. Одним из первых противников радиоуглеродного метода был археолог Владимир Милойчич, критиковавший не только практическое применение радиоуглеродных датировок, но и сами теоретические предпосылки, на которых основывается физический метод. Проведя ряд индивидуальных измерений современных образцов и сопоставив их с эталонной цифрой, Милойчич выявил серию парадоксов.
«… Раковина живущего американского моллюска с радиоактивностью 13.8, если сравнить ее со средней цифрой как абсолютной нормой (15.3), оказывается уже сегодня (переводя на годы) в солидном возрасте – ей около 1200 лет. Цветущая дикая роза из Северной Африки (радиоактивность 14.7) для физиков «мертва» уже 360 лет, а австралийский эвкалипт, чья радиоактивность 16.31, для них еще «не существует» — он только будет существовать через 600 лет. Раковина из Флориды, у которой зафиксировано 17.
4 распада в минуту на грамм углерода, «возникнет» лишь через 1080 лет.
Но так как и в прошлом радиоактивность не была распространена равномернее, чем сейчас, то аналогичные колебания и ошибки следует признать возможными и для древних объектов. И вот наглядные факты: радиоуглеродная датировка в Гейдельберге образца от средневекового алтаря показала, что дерево, употребленное для починки алтаря, еще вовсе не росло. В пещере Вельт (Иран) нижележащие слои датированы 6054 (плюс-минус 415) и 6595 (плюс-минус 500) гг. до н. э., а вышележащий – 8610 (плюс-минус 610) гг. до н. э. Таким образом, получается обратная последовательность слоев и вышележащий оказывается на 2556 лет старше нижележащего. И подобным примерам нет числа. …». [3]
В 1988 году была проведена радиоуглеродная датировка Туринской плащаницы — знаменитой христианской святыни. Согласно скалигеровской версии, это — древнее четырехметровое полотно, в которое, было завернуто тело Иисуса Христа после его крестных страданий и смерти, то есть возраст этой ткани должен составлять примерно две тысячи лет.
Однако в результате радиоуглеродного датирования была вычислена совсем другая дата: XI – XIII в. н. э. Отсюда напрашиваются следующие выводы: либо Туринская плащаница является фальсификатом, либо метод дает ошибки достигающие многих сотен или даже тысяч лет, либо, наконец, Туринская плащаница – это подлинник, но датируемый не I веком н. э., а XI–XIII в. н.э.
Весьма доказательными исследованиями Фоменко и Носовского показано, что дата рождения Христа относится к XI веку н.э.
Как видно, радиоуглеродный метод, может быть эффективным лишь при анализе чрезвычайно древних предметов, когда присущие ему ошибки не столь существенны (например, в геологии). Однако радиоуглеродная датировка предметов, возраст которых составляет несколько тысяч лет – представляется немыслимой без достаточно обширных предварительных статистических исследований на образцах, имеющих достоверно известный возраст.
Нам, как металлургам, интересно знать, когда же на самом деле появилась металлургия.
Современные историки, основываются на радиоуглеродной датировке найденных металлических предметов, достоверность которой, как показано выше, весьма сомнительна.
С нашей точки зрения правильнее говорить о возникновении металлургического ремесла вообще у древнего человека, который имеет уже жилье (пещеру), семейство и огонь. Нам крайне интересно, как у такого человека могла появиться тяга к металлургии.
Для производства железа не нужно сложных технологий, и метод его получения с легкостью мог быть освоен древним человеком. В рудах железо находится в окисленном состоянии. Для его восстановления необходим только костер и уголь. Все это было у человека, если исходить из эволюционного тока развития.
Предположительно, человек мог заметить, что некоторые из камней, которыми он обкладывал костер, со временем изменяли цвет с красноватого (такой цвет имеет бурый железняк – одна из наиболее распространенных железных руд) на сине-черный. При этом, ударив его о другой камень можно было заметить, что он меняет форму, то есть, говоря современными терминами – становится ковким.
К тому же его вес увеличивался в два раза, тем самым, увеличивая динамические качества произведенного из него орудия. Таким образом, методом проб и ошибок человек мог научиться производить, а впоследствии и обрабатывать, полученный металл, придавая ему необходимые свойства.
Если в возможности производства каменных и железных орудий в те далекие времена сомневаться не приходится, то производство бронзовых изделий представляется довольно затруднительным для древнего человека, только что овладевшего навыками добычи и переработки земельных ресурсов. Был ли вообще этот бронзовый век в классическом его понимании?
Бронза в современном понятии – это сплав меди (75-90%) и олова (25-10%).
Место и время открытия способов получения бронзы достоверно неизвестно. Основным способом получения бронзы в древности могла быть цементация, т.е. восстановление касситерита, являющегося по своей химической природе диоксидом олова, древесным углем на поверхности расплавленной меди с одновременным насыщением ее оловом.
Отсюда возникает вопрос: как древний человек мог получить необходимые составляющие в чистом виде для производства бронзы и разработать технологию ее получения?
Другое дело, если бронзой считать некий сплав, полученный в результате переработки медной руды с большим количеством примесей (железа, цинка, свинца, никеля и др.) и с содержанием меди не более 60%. Но согласно работе [4] найденные бронзовые изделия имели следующий состав (см. табл. 1).
Таблица 1. Химический состав изделий из древней бронзы
| Название предмета | Происхождение | Эпоха | Cu | Sn | Zn | Pb | Fe | Ni | Ag |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Нож | Швейцария | Свайные постройки | 88,4 | 9,5 | — | 0,8 | 0,3 | 0,7 | 0,2 |
| Топор | Швейцария | Свайные постройки | 86,9 | 9,8 | — | 2,9 | 0,1 | 0,3 | — |
| Браслет | Нейнбургское озеро | Свайные постройки | 87,4 | 8,7 | — | 3,3 | 0,1 | 0,5 | — |
| Меч | Дания | Бронзовый век | 87,7 | 12,0 | 0,3 | — | — | — | — |
| Нож | Дания | Бронзовый век | 91,7 | 7,3 | 1,0 | — | — | — | — |
| Кольцо | Дания | Бронзовый век | 88,8 | 10,6 | — | — | 0,6 | 0,6 | — |
| Топор | Ирландия | Бронзовый век | 85,2 | 13,1 | 1,2 | — | — | — | — |
| Меч | Франция | Бронзовый век | 85,0 | 15,0 | — | — | — | — | — |
| Сбруя | Германия | Начало железного века | 87,6 | 12,4 | — | — | — | — | — |
Для создания этих предметов нужна более совершенная технология и знания, нежели те которыми обладал человек в древние времена.
Вдобавок к этому удаленность месторождений меди от месторождений олова затрудняло производство бронзы необходимостью развития торговых путей.
Совсем иная ситуация обстоит с железом. Запасов железных руд на Земле значительно больше и их месторождения более распространены, чем медные и оловянные.
Основываясь на этом можно сделать вывод, что железо человеком было освоено гораздо раньше бронзы. Академик А.А. Байков [4] указывает, что в некоторых районах Африки употребление железа, предшествовало бронзе.
Мы предполагаем, что такой порядок развития металлургического ремесла был не только в Африке, но и во всем мире. Соответственно после каменного века наступил век железный. А какое место тогда занимает бронза в мировой истории? А она, как и в настоящее время, могла служить украшающим элементом и использоваться в разного рода ритуальных обрядах, но являться основным материалом для производства орудий труда и оружия – вряд ли. Поэтому бронзовый век, а также использование человеком бронзы, органично переплетались с железным веком.
- Авторы
- Аннотация
- Ключевые слова
- Литература
- Аспирант: Александрова Т.А., Цветков В.А., Беляков Д.В.
- Руководитель: Теляков Н.М.
После каменного века наступил век железный. Бронзовый век, а также использование человеком бронзы, органично переплетались с железным веком.
- получение металлов;
- радиоуглеродный метод;
- железо;
- бронза;
- железный век;
- бронзовый век.
- Дятчин Н.И., История развития техники, Ростов н/Д, 2001. с. 21.
- Клейн Л. С., Археология спорит с физикой// Природа, 1966, 2, с.51-62
- Носовский Г.В., Фоменко А.Т., Реконструкция всеобщей истории. (Новая хронология), М., 2005.
- Байков А.А., Собрание трудов. т. III., 1950. с. 189-193.
ПОДЕЛИСЬ ИНТЕРЕСНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ
Опубликовано
MetalSpace
Адрес электронной почты:
info@metalspace.
ru
Предлагаем сотрудничество
- Опубликуй свои произведения в электронной форме.
- Размести научную статью или пресс-релизы на страницах нашего портала.
Методические материалы
Интерактивные образовательные продукты, рефераты и доклады престижных конференций
АНАЛИТИКА
Научные статьи и методические материалы о природных и вторичных ресурсах металлов, а также металлургических технологиях
Производство и наука
Эколого-экономическая эффективность реновации технических изделий
июль 22, 2019
Сжиженный природный газ
март 19, 2018
Ветроэнергетика в России, развитие технологии в ветроэнергетике
янв 23, 2018
Методические материалы
Модернизация барабанных летучих ножниц — Дипломный проект
дек 03, 2020
Схема рециклинга автомобильных катализаторов, содержащих металлы платиновой группы
авг 15, 2018
Историко-реконструкторское движение в России
фев 04, 2017
Интерактивный учебник
Как правильно согнуть металлический квадрат
апр 01, 2020
Сталь с полимерным покрытием
янв 04, 2019
Топливо из ТБО
дек 17, 2018
Потенциал Забайкальского .
..
Обработка металлов …
Пластическая деформация …
Металлургические технологии …
Основоположники отечественной …
Основоположники отечественной …
Русская средневековая .
..
Русская средневековая …
ИНТЕРАКТИВ
Интерактивная картина мира металлов на ключевых этапах истории цивилизации
Энциклопедия «Металлургия и время»
«Дредноуты» и «крупповские пушки»
март 10, 2014
Преимущества получения ферромарганца в электропечах
март 09, 2014
Проблемы производства доменных ферросплавов
март 08, 2014
Металлургические объекты
Музей истории МИСиС.
Металлургия – кузница победыапр 20, 2020
Доменная печь Лиенсхютте (Lienshytte blast-furnace)
авг 28, 2014
Железоделательный завод Энгельсберг (Engelsbergs bruk)
авг 27, 2014
Обучающие игры
Маша и компания — Таланты
дек 07, 2014
Маша и компания — Игры на природе
дек 06, 2014
Легенды огня и металла Часть 3.
Мушкетиюнь 19, 2014
Copyright © 2011 — 2022 MetalSpace
Бронзолитейное искусство | Металлургический портал MetalSpace.ru
8974
0
( Голосов: 1 )
Бронзовый век представляет собой эпоху бурного развития металлообработки. Технология изготовления металлических изделий в это время, как правило, включала совместное применение приемов, как литейной, так и кузнечной технологии, последующие полирование и гравирование изделий.
Сначала применяли литье в открытые глиняные или песчаные формы. Их сменили открытые формы, вырезанные из камня, и формы, у которых углубление для отливаемого предмета находилось в одной створке, а другая, плоская, играла роль крышки.
Следующим шагом стало изобретение разъемных форм и закрытых форм для фигурного литья. В последнем случае сначала из воска лепили точную модель будущего изделия, затем ее обмазывали глиной и обжигали в печи. Воск плавился, а глина принимала точный слепок модели и использовалась в качестве литейной формы. Этот способ получил название литья по восковой модели. Мастера получили возможность отливать пустотелые предметы очень сложной формы. Для образования полости практиковалась вставка в формы особых глиняных сердечников – литейных стержней. Несколько позднее были изобретены технологии литья в стопочные формы, в кокиль, в различные формы с креплением литейного стержня на каркасе, литье по выплавляемым моделям и армированное литье.
Развитие литейных технологий
Древние литейные формы изготовляли из камня, металла и глины. Глиняные литейные формы, как правило, получали путем оттиска в глине специально сделанных моделей из дерева и других материалов.
В качестве моделей могли применяться и сами отлитые металлические изделия. Следует отметить, что формы, вырезанные из камня или литые металлические, вследствие их большей ценности не всегда служили для литья изделий, а могли использоваться для изготовления в них легкоплавких моделей. Например, в некоторых районах Англии была отмечена отливка в бронзовых литейных формах свинцовых моделей.
Металлические формы в основном изготовляли из меди, так как она имеет значительно более высокую температуру плавления, чем бронза, для отливки которой они и предназначались. Применение кокилей позволяло получать отливки сложного профиля, с мелкими деталями, точный негатив которых было трудно вырезать в каменной форме. Переход на металлическую форму, более прочную, чем глиняная, и более простую в изготовлении, чем каменная, позволил соединить преимущества двустворчатых форм, приспособленных к многократному использованию, и отливок по восковой модели. Например, в рассматриваемое время повсеместно применялось литье удил из двух или четырех свободно соединенных звеньев, для получения которых на каждое звено требовались отдельный литник (канал для подвода металла) и складная форма, по крайней мере, из четырех частей.
а. Литье в открытую форму
б. Литье в разъемную форму с литейным стержнем
Постоянной практикой стала дополнительная проковка отлитых изделий без изменения формы в целях повышения твердости, плотности и эластичности (пластичности) материала. Основным видом изделий, подвергавшихся подобной обработке, являлись орудия труда и некоторые виды оружия – мечи и кинжалы. Ковку использовали в процессе изготовления булавок, которые подвергались также гравированию или чеканке. Такие же приемы обработки применяли и к украшениям.
Эпоха металлов наступила тогда, когда повсеместно была освоена технология изготовления литых топоров и мечей. Необходимость объединить в одном орудии труда каменное рубило и деревянную палицу возникла у человека уже в каменном веке. Первые бронзовые топоры, изготовленные методом литья, повторяли форму каменных, однако новые требования к орудиям труда и необычные в сравнении с камнем свойства бронзы способствовали быстрому совершенствованию литых изделий.
Появились топоры сложных форм, с закраинами, вислообушные, кельты. Их изготовление требовало высокого развития литейного ремесла: сложная конфигурация отливки и наличие отверстия значительно усложняли устройство разъемных каменных форм. Появление усовершенствованных литых бронзовых топоров сыграло исключительную роль в развитии многих народов: облегчило строительство жилищ и изготовление других орудий труда и предметов быта, упростило освоение лесистых местностей земледельцами и т. п. Литые мечи и кинжалы раньше других бронзовых изделий стали произведениями искусства. Древние мечи, найденные при археологических раскопках, часто снабжены не только замысловатыми рукоятями с литыми узорами, но и богатой инкрустацией из серебра, золота и драгоценных камней.
Как отмечалось выше, ранний бронзовый век представлял собой эпоху безраздельного господства мышьяковой бронзы. Олово пришло на смену мышьяку только во 2-м тысячелетии до н. э. Отметим, что технология обработки оловянной бронзы заметно сложнее, так как зачастую требует горячей ковки (хотя и при низких температурах).
На поверхности земли минералы олова встречаются достаточно редко. Почему же в позднем бронзовом веке оловянная бронза практически повсеместно вытеснила мышьяковую? Главная причина заключалась в следующем. В древности люди относились к металлическим предметам чрезвычайно бережно ввиду их высокой стоимости. Поврежденные предметы отправлялись в ремонт или на переплавку. Отличительной особенностью мышьяка является возгонка при температуре около 600 °С. Именно при такой температуре проводился отжиг ремонтируемых бронзовых изделий. С потерей мышьяка механические свойства металла ухудшались и изделия, изготовленные из бронзового лома, получались низкого качества. Объяснить это явление древние металлурги не могли. Однако достоверно известно, что вплоть до 1-го тысячелетия до н. э. изделия из медного и бронзового лома стоили дешевле, чем изделия из рудного металла.
Было и еще одно обстоятельство, способствовавшее вытеснению мышьяка из металлургического производства. Пары мышьяка ядовиты: их постоянное воздействие на организм приводит к ломкости костей, заболеваниям суставов и дыхательных путей.
Хромота, сутулость, деформация суставов были профессиональными заболеваниями мастеров, работавших с мышьяковой бронзой. Данное обстоятельство находит отражение в мифах и преданиях многих народов: в древнейших эпосах металлурги часто изображаются хромыми, горбатыми, иногда – карликами, со скверным характером, с косматыми волосами и отталкивающей внешностью. Даже у древних греков бог металлург Гефест был хромым.
ПОДЕЛИСЬ ИНТЕРЕСНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ
: Металлургия: образование, работа, бизнес :: MarkMet.ru
Н.А. Коротченко, П.И.Черноусов
Скачать полный текст
Ссылка доступна только зарегистрированным пользователям.
Древнейшие металлоносные культуры Евразии, зародившиеся в среде культур каменного века, расширяли свои территориальные границы в эпоху Бронзового века, который охватывает период III и II тысячелетий до н.э. За это время «металлическая цивилизация» распространилась на территорию свыше 40 млн км2.
Последовавшие эпохи железа и средневековья почти не раздвинули её границ. Все основные события и революционные сдвиги в сферах технологии и социального развития совершались по преимуществу внутри этого обширного, но четко ограниченного пространства [1].
Ключевыми революционными техническими преобразованиями Бронзового века принято считать освоение ирригационного земледелия и полного металлургического цикла производства металлов, включая добычу руды, выжиг древесного угля, подготовку материалов, выплавку и рафинирование чернового металла, литьё, ковку, волочение проволоки, другие виды металлообработки и рециклинг металлолома. В Бронзовом веке были освоены технологии выплавки и обработки металлов, получивших название «семь металлов Древности»: меди, золота, свинца, серебра, железа, ртути и олова [2-8].
Были изобретены новые технологии для добычи и обработки камня. В строительном деле началось широкое применение металлических инструментов и орудий труда: кирок, кайл, сверл, молотов, тесел, резцов.
Возникновение цивилизации Древнего мира потребовало развития транспорта. Для этих целей использовались естественные водные магистрали и многочисленные водные каналы, прокладывались дороги для колесных повозок.
Первое изображение колесного транспорта, относящееся к III тысячелетию до н.э., обнаружено на территории бывшего Шумера (рис. 1) [2-6]. Появились легкие боевые колесницы — древнейший вид военной техники. Колесницы составляли главную силу всех армий Древнего мира вплоть до наступления позднего Железного века (т.е. до середины I тысячелетия до н. э). Для них требовалось легкое колесо, изготовить которое можно только с использованием специального металлического инструмента (рис. 2) [9].
Общепризнано, что определяющую роль в техническом прогрессе в бронзовую эпоху сыграло появление литых топоров, мечей и мотыг — основных видов орудий труда и оружия [4-6, 8-10]. Основой цивилизации стала металлургия меди.
Для производства меди повсеместно использовались как окисленные, так и сернистые руды.
Месторождения медной руды обычно делятся на две зоны. Верхняя часть, находящаяся над уровнем грунтовых вод, представляет собой зону окисления, содержащую легковосстановимый оксид, а нижняя, основная, часть месторождения является зоной цементации, состоящей из сульфидных руд, в основном халькопирита (CuFeS,) или халькоцита (Cu9S) [11-13].
Содержание меди в сульфидных рудах намного ниже, чем в окисленных. После истощения верхних слоев начали использовать более бедные медью сульфиды. Это потребовало более высокого уровня горно-металлургических технологий, применения предварительного обжига, операций по очистке различного рода штейнов и рафинированию «черновой» меди.
Металлургические печи, наиболее характерные для бронзового века, были обнаружены в Австрии (Миттеберг), в Азербайджане (Мингечаур), на Сардинии. Четырехугольные или цилиндрические печи имели толстые стенки, высоту до полуметра, были сложены из камня и изнутри обмазаны глиной (или целиком глинобитные). На поду печи имели небольшое углубление для сбора металла.
Передняя стена внизу была снабжена отверстием, через которое мехами осуществлялась подача дутья и выпускался из печи шлак.
Выплавленные из руды слитки меди содержали значительное количество шлаковых включений. Их отделяли ударами молотов. Рафинирование черновой меди осуществляли в тиглях и небольших горнах. При этом на расплавленную черновую медь дутьевыми трубками подавали воздух, основная масса оставшихся в ней примесей, кроме благородных металлов (золота и серебра), окислялась и формировала шлак [7, 8,15].
В бронзовую эпоху высокого уровня достигли технологии холодной ковки и литья.
Ковка — древнейший способ обработки металлов давлением. Освоение способа обработки самородного металла ковкой базировалось на накопленных навыках и опыте изготовления каменных орудий труда путем «обивки» камня каменным же молотом [15,16].
Самородная медь, которую первобытные люди вначале тоже считали разновидностью камня, при ударах каменного молота не давала характерных для камня сколов, а изменяла свою форму и размеры без нарушения сплошности материала.
Это замечательное технологическое свойство «нового камня» явилось мощнейшим стимулом добычи самородного металла и использования его человеком. Кроме того, было замечено, что ковка повышает твердость и прочность металла.
В качестве молота вначале применяли обычные куски твердого камня. Первобытный умелец, зажимая камень в руке, наносил им удары по куску самородного или выплавленного из руды металла. Эволюция этого простейшего способа ковки привела к созданию прообраза кузнечного молота, снабженного рукояткой [3-6].
Вторым из древнейших способов обработки металлов стало литье [3-6, 10]. Расплавленный металл при затвердевании мог принять форму любого предмета. Сначала отливку производили в открытых глиняных или песчаных формах. Их сменили открытые формы, вырезанные из камня, и формы, у которых углубление для отливаемого предмета находилось в одной створке, а другая была просто плоской, прикрывающей.
Следующим шагом стало изобретение разъемных форм и закрытых форм для фигурного литья.
В последнем случае сначала лепилась из воска точная модель будущего изделия. Затем ее обмазывали глиной и обжигали в печи. Воск плавился, а глина принимала точный отпечаток модели и использовалась в качестве литейной формы. Этот способ получил название литья по восковой модели. Мастера получили возможность отливать пустотелые предметы очень сложной формы. Для образования полости практиковалась вставка в формы особых глиняных сердечников (литейных стержней). Несколько позднее были изобретены другие, более сложные технологии литья [10,11].
Древние литейные формы делались из камня, металла и глины. Последние, как правило, изготовлялись путем оттиска в глине специально сделанных моделей (из дерева и других материалов) изделий. Могли употребляться и сами отлитые металлические изделия. Следует отметить, что формы, вырезанные из камня или же литые металлические, вследствие их большей ценности не всегда служили для получения литых изделий, а могли использоваться для изготовления в них легкоплавких моделей.
Например, в некоторых районах Англии было зафиксировано изготовление свинцовых моделей в бронзовых литейных формах.
Литые мечи и кинжалы раньше других бронзовых изделий стали произведениями искусства. Древние мечи, найденные при археологических раскопках, часто снабжены не только замысловатыми рукоятями с литыми узорами, но и богатой инкрустацией из серебра, золота и драгоценных камней. Они изготовлялись как цельнолитыми, так и биметаллическими, с использованием технологии налива. Это позволяло клинок меча или кинжала отливать из твердых сортов бронзы и проковывать, а рукояти — из мягкой бронзы, с хорошими литейными свойствами и цветом. Биметаллические мечи, как правило, отливали по восковым моделям.
Согласно современным представлениям, ранний бронзовый век — это эпоха безраздельного господства мышьяковой бронзы. Олово пришло на смену мышьяку только во II тысячелетии до н.э. Отметим, что качество изделий из оловянной и мышьяковой бронз примерно одинаково, при этом технология обработки оловянной бронзы заметно сложнее, так как зачастую требует горячей ковки (хотя и при низких температурах).
Редко на поверхности земли встречаются минералы олова. Тем не менее, оловянная бронза практически повсеместно вытеснила мышьяковую [8].
Главная причина заключалась в следующем. В древности люди относились к металлическим предметам чрезвычайно бережно, ввиду их высокой стоимости. Поврежденные предметы отправлялись в ремонт или на переплавку. Но отличительной особенностью мышьяка является возгонка при температурах около 600 °С. Именно в таких условиях проводился смягчающий отжиг бронзовых изделий. Теряя часть мышьяка, металл изменял свои механические свойства в худшую сторону. Объяснить это явление древние металлурги не могли. Однако достоверно известно, что вплоть до I тысячелетия до н.э., изделия из медного и бронзового лома стоили дешевле, чем изделия из «первородного» металла [7].
Было и еще одно обстоятельство, способствовавшее вытеснению мышьяка из металлургического производства. Постоянное воздействие ядовитых паров мышьяка на организм приводит к ломкости костей, заболеваниям суставов и дыхательных путей.
Неудивительно, что древние металлурги не производили впечатления крепких и здоровых людей. Хромота, сутулость, деформация суставов были профессиональными заболеваниями мастеров работавших с мышьяковой бронзой. Недаром в мифах и преданиях многих народов, в древнейших эпосах металлурги часто изображаются хромыми, горбатыми, иногда — карликами, со скверным, раздражительным характером, косматыми волосами и отталкивающей внешностью. Даже у древних греков бог-металлург Гефест был хромым.
Олово стало последним из семи великих металлов древности, ставшим известным человеку. Оно не присутствует в природе в самородном виде, а его единственный минерал, имеющий практическое значение, касситерит является трудновосстановимым и малораспространенным [12-17]. Тем не менее, этот минерал был известен человеку уже в глубокой древности. Дело в том, что касситерит является спутником (хотя и редким) золота в его россыпных месторождениях. Благодаря высокой удельной массе золото и касситерит в результате промывки золотоносной породы оставались на промывочных лотках древних старателей.
И хотя факты использования касситерита древними ремесленниками неизвестны, сам минерал был знаком человеку уже во времена неолита.
По-видимому, впервые оловянная бронза была произведена из полиметаллической руды добытой из глубинных участков медных месторождений, в состав которой наряду с сульфидами меди входил и касситерит. Древние металлурги, уже располагавшие знаниями о положительном влиянии на свойства металла реальгара и аурипигмента, достаточно быстро обратили внимание на новый компонент шихты — «оловянный камень». Поэтому появление оловянной бронзы произошло, скорее всего, сразу в нескольких промышленных регионах Древнего мира [1, 7, 8].
Несмотря на выдающиеся достижения в металлургии меди, самым «технологичным» металлом Бронзового века было золото [4-6]. В III тысячелетии до н.э. жильное золото добывалось на территории Европы и Азии практически из всех известных его месторождений. В древнеегипетских и шумерских текстах часто можно найти упоминания о разновидностях употреблявшегося в древности золота.
Усматривалось различие в его происхождении: «речное», «горное», «скалистое», «золото в камне», а также по цвету. Цвет нерафинированного золота зависит от его природных примесей: меди, серебра, мышьяка, олова, железа и пр. Древние металлурги принимали все эти сплавы золота за разновидности самого золота. Археологами найдены древние золотые изделия, охватывающие большую гамму цветов: от тускло-жёлтого и серого до различных оттенков красного цвета.
Технология очистки (рафинирования) золота от примесей была известна шумерам уже в начале III тысячелетия до н.э. Её описание содержится в рукописях библиотеки ассирийского царя Ашшурбанипала. Согласно этой технологии золото плавили вместе со свинцом, солью и ячменными отрубями в специальных горшках, изготовленных из глины, смешанной с костной золой. Образующийся шлак впитывался пористыми стенками горшка, а на его дне оставался очищенный сплав золота с серебром. Таким образом, из золота удалялись все примеси, кроме серебра. На Ближнем Востоке и в Египте широко применялось листовое золото — фольга.
Фольгой покрывали самые различные предметы: как металлические, так и деревянные. Например, с помощью ковки или органического клея золотая фольга прикреплялась к изделиям из бронзы, меди и серебра. При этом золотое покрытие спасало медь и бронзу от коррозии. Золотой фольгой часто покрывали деревянную мебель, прикрепляя ее при помощи маленьких золотых заклепок. Более тонкие золотые листы приклеивались к дереву, предварительно покрытому слоем специальной штукатурки [16].
В эпоху Древнего мира широкий размах получило производство ювелирных изделий и шитых золотом одежд. Ювелирные ремесла потребляли огромное количество благородных металлов и их сплавов, прежде всего в виде проволоки. Золотая и серебряная проволока использовалась также в качестве эквивалента стоимости в торговле.
В первой половине III тысячелетия до н.э. металлообработка, особенно ювелирное дело, достигла высокого уровня в Месопотамии. Широкое развитие здесь получила обработка золота, серебра и электрона. Особый интерес представляет известное погребение царицы Шубад (XXVI-XXVвв.
до н.э.). Ее одежда была покрыта богатыми украшениями из золота, ляпис-лазури, сердолика. Массивный головной убор состоял из диадемы, венка из золотых листьев, золотых колец и трех золотых цветков. В диадеме использована тонкая золотая проволока диаметром 0,25-0,30 мм, свитая в спираль диаметром около 2,38 мм. Считают, что проволока изготовлена волочением.
Наиболее древние образцы проволоки изготовлены либо ковкой, либо разрезкой кованого листового металла. В Абидосе (Египет) найден проволочный браслет, датируемый 3400 г. до н.э. Он состоит из двух групп бусинок, соединенных прядью из свитых вместе золотых проволочек и толстого волоса. Искусно отделанная проволока имела такой же диаметр (0,33 мм), какой был у волоса.
Существовало два основных способа получения кованой проволоки. При первом способе слиток или кусок металла расковывался молотком в пруток заданной толщины и профиля. При втором способе из слитка или куска металла ковкой получали лист, а затем разрезали его на полоски, края которых округляли ударами молотка.
При циркулярной резке получались длинные куски проволоки — в этом заключалось её преимущество. Примером практического применения циркулярной резки металла могут служить полоски из золота длиной более 1,5 м, найденные в одной из гробниц Ура [17].
В Уре найдены также сканные (филигранные) изделия, датированные III тысячелетием до н.э. Сущность сканного производства состоит в том, что из тонкой золотой, серебряной или медной проволоки круглого или четырехугольного сечения выполняются ажурные или напаянные на металлическую основу узоры. Для большей красоты проволока предварительно скручивается в две или три нити и сплющивается. Значительное распространение получили у древних народов шитые золотом одежды. Особенность этого вида искусства заключается в умении изготовлять тончайшие нити проволоки, которые с основой материала образуют эластичную ткань.
Попытки производить более изящную и тонкую проволоку привели к тому, что постепенно был выработан новый способ ее получения.
Для сглаживания неровностей, калибрования и уплотнения проволоку стали проталкивать через отверстия в твердых материалах. Образцы такой проволоки из золота, датируемые IV тысячелетием до н.э., найдены в Египте. Впоследствии эта операция выравнивания поверхности проволоки развилась в волочение [16].
Считают, что в самом примитивном виде способ волочения начали применять в древнейший период (еще до появления металлических орудий) для отделки стержней дротиков и гарпунов. Стержни изготовляли из сырого дерева и затем калибровали протаскиванием (волочением) через костяные выпрямители. Раскопки погребений в Египте периода Среднего царства (2800-2500 гг. до н.э.) подтверждают, что техника выпрямления деревянных прутков была широко распространена в древности. Обнаружена роспись, изображающая двух ремесленников, занятых выпрямлением прутков из дерева.
Технология разделения металлов была освоена в связи с развитием металлургии серебра. Древнейшие серебряные изделия обнаружены на территории Ирана и Анатолии (современная Турция).
В Иране их нашли в местечке Тепе-Сиалк: это пуговицы, датируемые началом V тысячелетия до н.э. В Анатолии, в Бейджесултане, найдено серебряное кольцо, датируемое концом того же тысячелетия.
Металлургия серебра возникла в прямой связи с добычей свинца из соединений, содержащих свинец и серебро одновременно. Археологические находки из двух этих металлов, как правило, синхронны. Свинцовые руды, содержащие значительное количество серебра распространены во многих регионах мира. Известны их месторождения в Испании, Греции, Иране, на Кавказе. Процесс отделения серебра от свинца, называемый купеляцией, был известен уже в IV тысячелетии до н.э. Для разделения свинца и серебра применяли купеляцию: окисление свинца, отделение оксида (глета) от серебра и последующее «повторное» восстановление свинца из оксида [2-7].
В быту серебро почти повсюду появилось позднее меди и золота. Из него изготавливали, главным образом, посуду, украшения и ювелирные изделия. Быстро научились делать серебряную фольгу и фурнитуру, которыми украшали одежду и мебель.
Уже в III тысячелетии до н.э. серебро использовали для пайки медных изделий.
Таким образом. Бронзовый век можно считать периодом зарождения цветной металлургии. Основы известных термических процессов извлечения цветных металлов из руд, механической обработки и литья были освоены к началу I тысячелетия до н.э.
Технология производства изделий из бронзы
Литье
Литейное дело можно смело отнести к наиболее древним ремеслам в мире. Когда литейное производство только зарождалось, тоговые мастера изготавливали свои модели из воска, а литейные формы – из глины. Позднее (примерно в XII н.э.), благодаря развитию технологий, появились двухсторонние формы для литья, при помощи которых изготавливались изделия более сложной формы – это и домашняя утварь, и оружие, и всевозможные украшения. В Средневековье (а именно в XV столетии) человечество научилось плавить чугун, а со второй половины XIX – еще и сталь. Литейное производство существенно усложнилось, и в нем начали активно использовать самые современные технологии и инструменты.
Эскиз изделия
Наша компания занимается изготовление литых изделий из бронзы и латуни. Нам под силу воплотить абсолютно любые замыслы заказчика, ведь после того, как мы получаем заказ, над созданием будущего эскиза трудятся профессиональные художники и дизайнеры. Таким образом, создается будущая модель изделия, в которой учтены все пожелания заказчика.
Модель отливки
Свой окончательный вид рабочий эскиз приобретает в виде чертежа, по которому изготавливается непосредственно сама модель. Такая модель отливки позволяет создать в литейной форме точный отпечаток будущего изделия. Можно сказать, что от точности такой модели зависит и качество отливки, а потому очень важно соблюсти все требования в процессе изготовления. Модель отливки в обязательном порядке должна имеет ровную и идеально гладкую поверхность – для этих целей она покрывается слоем шпаклевки, грунтовки и лака.
В ручном литье (а именно оно доминирует в нашей мастерской) используются разъемные и неразъемные модели отливок.
Основными материала для их изготовления являются гипс, дерево или пластик. Следует отметить, что если изделие имеет сложную форму и высокую точность поверхности, то модель изготавливается из ценных пород древесины, как-то липа, ольха, сосна и бук. В некоторых случаях применяются даже модели из слоновой кости, которые можно использовать не один раз.
Конструктивно все модели, которые используются в современном литье, можно условно разделить на несколько типов:
- Неразъемные. Такие модели наиболее часто используются в ручном литье. Извлечение таких моделей из формы происходит без разделения их на части. В процессе формовки неразъемные модели оставляют четкий отпечаток формы будущей отливки, что делает процесс литья довольно высокоточным.
- Разъемные. Модели данного типа состоят из нескольких частей (как правило, двух), которые легко отделяются по плоскости или же фасонной поверхности. Как правило, формировка отливки посредством таких моделей происходит в разъемных опоках.

- Специальные – модели, которые, по сути, являются формовочными шаблонами или же скелетными моделями и применяются для формировки особо сложных латунных и бронзовых отливок.
Формовка
После завершения работы по созданию модели и утверждению готового варианта у заказчика, выполняется еще один этап литья – изготовление формы. Именно в нее в дальнейшем заливается раскаленный металл, своими очертаниями, повторяющий форму модели. Для того, чтобы изготовить литейную форму используется непосредственно сама модель изделия, всевозможные инструменты и основной компонент – песчано-глиняная смесь. Следует отметить, что процесс формовки (изготовления формы для литья) можно назвать наиболее трудоемким и сложным. Зависит продолжительность создания формы от габаритов изделия, а также его сложности.
Современные литейные формы можно разделить на несколько видов: разовые и многоразовые. Основной составляющей любой литейной формы является кварцевый песок, в который для повышения вязкости добавляют глину (в некоторых случаях, еще и машинное масло).
После изготовления отливки, разовую форму разрушают и полученный материал используют повторно.
Состоит любая литейная форма из опок (две полуформы). Такие конструкции (как правило, выполненные из стали) удерживают формовочную смесь при ее уплотнении. В ходе ручной формовки используются легкие переносные опоки, имеющие небольшие габариты.
Заливка формы
После того, как формовка завершена, форму подготавливают под дальнейшую заливку. Металл плавится в печи, которая может быть нескольких основных видов: пламенная, тигельная и дуговая.
Следует отметить, что в процессе художественного литья «чистые» металлы используются довольно редко. Сплавы для литья могут быть черными (чугун, стать) и цветными (пропорциональное соединение алюминия, олова, меди, магния цинка и т.д.). Наиболее популярными (в силу простоты плавки и литья) можно назвать бронзу и латунь – именно такие материалы в большинстве случаев и используются нашей Фирмой для получения отливок.
Латунь – это цветной металл, который является сплавом цинка и меди. Как правило, имеет плотную структуру и применяется для производства отливок сложной формы.
Бронза представляет собой сплав олова, алюминия, марганца или свинца. Существует несколько типов бронзы – безоловянная и оловянная (наиболее распространена для литья).
Как только металл в печи расплавился, производится заливка его в литейную форму. Это сама кратковременная операция литья, однако, роль ее довольно-таки велика. Именно при заливке появляется всевозможный брак, как-то раковины, пригары, недоливы. Наши мастера ля заливки расплавленного металла используют самые разнообразные ковши, но самыми оптимальными являются специальные ложки.
Выбивка отливки из формы
После литья и остывания металла в форме, производится выбивка готовой отливки. Суть такого процесса заключается в разрушении литейной формы, для чего наши мастера используют клещи и молоток.
Опиловка и обрубка
После того, как отливка вынута из формы, на ней имеются всевозможные литники, выпоры и прибыли. Также, возможно образование заливов, которые необходимо удалить, дабы придать изделию завершенный внешний вид. Производится такой процесс при помощи специальных инструментов.
Очистка
После обрубки, отливку нужно очистить от пригоревшей формовочной смеси и других дефектов. Как правило, выполняется очистка вручную посредством металлических щеток и прочих инструментов.
Полировка
Полировка готового изделия, полученного посредством литья, производится при помощи специальной пасты, которая наносится на матерчатые круги. Кроме того, возможно использование абразивных материалов и гарцевочных щеток – все это делает возможных получения самого высокого качества финишной обработки.
Чеканка
Финишным процессом обработки отливки можно назвать чеканку.
Она необходима тогда, когда поверхность модели имеет рисунок, но по каким-то причинам он не слишком четкий. Чеканка – это довольно сложный и трудоемкий процесс, который проводится настоящими профессионалами своего дела. После окончательной обработки, изделие (по желанию заказчика) может быть покрыто декоративным слоем золота, серебра, никеля или патины.
Тонирование
Тонирование – это процесс, предполагающий нанесение на отливку слоя патины, дабы искусственно состарить изделие. Цвет патины может быть разнообразным и колебаться от светло-коричневого до черного.
Сборка отливок
В последнем этапе происходит сборка отливок, т.е. соединение в одно целое частей изделия (если, соответственно, изделие составное). Отливки монтируются так, чтобы знак на одной части отливки и соответствующее ему гнездо полностью совпали.
Процесс художественного литья из бронзы и латуни завершен. Изделие готово к приему Заказчика и долгие годы будет радовать своим видом не одно поколение.
В заключении нам еще раз хотелось бы сказать о том, что эта статья не преследует рассмотрение глубоких технологических процессов и тонкостей художественного литья. Мы лишь в сжатой форме попытались описать тот процесс производства, который происходит в мастерских нашей Фирмы.
Железный век цивилизации: металл меняет мир
Освоение способа получения железа человеком привело к развитию сельского хозяйства и военного дела и к последующему бурному росту производства и промышленной революции.
Благодаря железу на смену первобытно-общинному племенному строю пришло зарождение классового общества и формирование государств, налаживание новых торговых связей. Именно в раннем железном веке формируется самый известный торговый маршрут — Великий шелковый путь.
И как бы фантастически это не звучало, но началось все с железа внеземного происхождения… Да, сначала железо делали из метеоритного материала. Такие изделия отличались высоким содержанием никеля.
Позднее появляются предметы, сделанные уже из земного железа.
Несмотря на то, что технология получения железа более сложная и трудоемкая, чем в случае с бронзой, железный век уверенно сменил предшествующий ему бронзовый. Все потому, что железо было более широко распространено в природе. За период бронзового века многие металлические предметы стали перерабатывать в оружие. Именно нехватка олова для отливки бронзы заставила древних металлургов искать альтернативу. Широкое использование железной руды привело к усовершенствованию технологии производства металла. К тому времени, когда олово снова стало доступным, железо было дешевле, прочнее и легче, а кованое железо навсегда заменило бронзовые инструменты.
Как получали железо
Технология получения железа состояла из ряда операций по его восстановлению из руд, и, по оценкам специалистов, была открыта во II тысячелетии до нашей эры в Малой Азии.
Для этого использовались сыродутные печи или горны-домницы.
В них нагнетался воздух при помощи мехов. Самые ранние такие печи выглядели как зауженный к верху цилиндр около метра в высоту. Воздуходувные сопла вставлялись в нижнюю часть печи, по ним поступал воздух, необходимый для горения угля. В печи достигалась очень высокая температура, которая позволяла переплавить загруженную смесь окислов железа и пустой породы. В результате химических реакций одна часть окислов соединялась с породой, образовывая легкоплавкий шлак, другая же — восстанавливалась в железо и сваривалась в пластичную рыхлую массу – крицу. Затем древние металлурги взламывали переднюю стенку печи и доставали кричное железо. Но металл в таком виде нельзя было разливать в формы, как это делали ранее с бронзой. Крица представляла собой губчатую спекшуюся массу железа в виде зерен металла. Пока она была горячей, ее проковывали, что делало металл более плотным и однородным. Такой кусок металла использовался уже для изготовления различных предметов в кузне. Кузнец разогревал крицу на открытом огне и с помощью молота и наковальни создавал железные изделия.
Влияние железного века на развитие цивилизации
Задолго до промышленной революции большинство людей в раннем железном веке разводили домашний скот и занимались сельским хозяйством. Центром жизни была деревня, где общины обрабатывали землю и вручную изготовляли предметы первой необходимости.
Производство железных инструментов помогло сделать ведение сельского хозяйства более простым и эффективным. Крестьяне смогли обрабатывать более твердые почвы, что позволило выводить новые сорта и высаживать новые культуры. Это же касалось и животноводства. Благодаря более эффективному способу ведения хозяйства освобождалось и время.
Больше времени означало, что теперь люди могли заниматься не только хозяйством, но и продать или обменивать то, что вырастили. Некоторые семьи начали создавать свои пекарни, мастерские по пошиву одежды и кузни. Развитие кузнечного дела в свою очередь стимулировало развитие таких ремесел как обработка кожи, дерева и кости.
В этот период процветает торговля.
Развитие технологий обработки железа
Технологии обработки металла развивались уверенно и быстро. Появляется сварное оружие, булатная и дамасская сталь, а на смену сыродутным печам приходят высокие печи-штукофены. В конце XIII века эти четырехметровые печи стали появляться на территории современной Европы. В день такая печь производила до 250 кг железа.
В середине XV века штукофены стали заменять еще более высокими печами-блауофенами с предварительным подогревом воздуха. Однако, у них был один большой недостаток: из-за более высокой температуры в блауофене увеличился не только выход железа из руды, но и возросло с 10% до 30% (в сравнении со штукофеном) образование науглероженного «свиного железа» — чугуна, с которым в те времена не умели обращаться. Это служило поводом усовершенствовать технологию.
Следующим шагом в развитии способов обработки железа стало появление доменных печей.
За счет больших размеров, предварительного подогрева и механической подачи воздуха в доменной печи все железо становилось чугуном. Печи работали беспрерывно и могли производить до полутора тонн чугуна в день.
В XVI веке на территории Европы становится популярным передельный процесс в металлурги, при котором железо перегонялось в чугун, а тот в свою очередь, будучи жидким, в горнах при отжиге освобождался от лишнего углерода. В результате он превращался в сталь.
Позднее в металлургии активно использовались технологии с применением угля, коксование, пудлингование и горячее дутье. В 1856 году английский изобретатель Генри Бессемер придумывает конвертер и патентует свою технологию производства стали, получившей название «бессемеровский процесс».
В XX веке мартеновские печи активно заменяют бессемеровский конвертер. Но и они устаревают уже к концу века, и им на смену приходит кислородно-конвертерное производство. С появлением мощных электростанций в качестве источников энергии промышленное распространение получает технология электрометаллургии как для производства цветных металлов, так и для черной металлургии.
XXI век вносит свои коррективы в обработку железа, заставляя задуматься не только над выгодой, но и над ущербом, который наносит металлургия окружающей среде. Процесс прямого восстановления железа из руды водородом на сегодняшний день выглядит наиболее перспективным с точки зрения экологии. На следующем переделе сталь получается при плавлении частичек железа в электрических печах с последующим добавлением углерода.
Современные технологические инновации являются определяющим фактором в поддержании конкурентоспособности металлургии на мировом рынке.
Железо улучшало качество жизни людей на протяжении веков. По мере открытия более совершенных технологий его обработки мир пережил самый быстрый период роста. Достижения металлургической промышленности середины восемнадцатого века привели к бурному развитию машиностроения и самой настоящей революции машин.
Подобно тому, как железный век менял образ жизни человека столетия назад, вполне возможно, что грядущая Четвертая промышленная революция станет началом нового века в развитии нашей цивилизации.
Первичные исследования бронзовой технологии культуры Нижнего Сяцзядяня на северо-востоке Китая | Heritage Science
- Исследовательская статья
- Открытый доступ
- Опубликовано:
- Чэньюань Ли 1 ,
- Яньсян Ли 1 ,
- Лисинь Ван 2 ,
- Куньлун Чен 1 и
- …
- Сиран Лю 1
Научное наследие
том 7 , Номер статьи: 75 (2019)
Процитировать эту статью
2074 доступа
2 Цитаты
1 Альтметрический
Сведения о показателях
Abstract
Городище Хабакила расположено на территории между провинциями Внутренняя Монголия и Ляонин и датируется XIII–XI вв.
до н.э. Он был идентифицирован как мастерская по производству металла культуры Нижнего Сяцзядяня и обнаружил многочисленные металлургические остатки, в том числе фрагменты руды, шлаки, техническую керамику и каменные орудия. Научные анализы показали, что полиметаллические руды выплавлялись для получения оловянной бронзы и мышьяковой меди. В этом процессе могли использоваться перфорированные печи. На этом участке также были обнаружены первые известные полевые свидетельства плавки олова на месте бронзового века на севере Китая. Систематическое исследование этого места расширяет наши представления о металлургических процессах культуры бронзового века в северном Китае.
Введение
Археометаллургические исследования в Китае можно проследить до середины прошлого века, а обмены между западной академией и китайскими учеными усиливаются с 2000 года [1]. Степь Евразии рассматривается как важный регион внедрения технологии бронзы в Древний Китай, и наши исследования в основном сосредоточены на ранних бронзовых культурах на северной границе современного Китая [2].
Чтобы выявить диахроническое развитие технологии производства меди в бронзовом веке в северном Китае, в Чифэне, Внутренняя Монголия, была проведена серия археологических разведок и раскопок после открытий национальных археологических исследований. Хотя этот регион не является частью собственно древнего Китая, понимание культур бронзового века, процветавших в этом регионе, может помочь объяснить происхождение металлургии в Китае [3] (рис. 1). Научная экспертиза применялась в археометаллургических исследованиях с 19 в.80-х годов в Китае [4], что дало более подробное и точное описание материалов для обсуждения в глобальной перспективе. Истоки металлургических технологий и цепочки поставок природных ресурсов северного Китая бронзового века привлекают все больше и больше внимания в тандеме с археологическими исследованиями [5]. Культура Нижнего Сяцзядянь (LXC со 2-го тысячелетия до н.э. по 1-е тысячелетие до н.э.) была одной из самых ранних культур, возникших на северо-востоке современного Китая, и сыграла важную роль в раннем развитии металлургии в Китае во 2-м тысячелетии до н.
э. 6]. Модель расселения LXC указывала на довольно сложные социальные отношения, включающие смешанные браки, оборонительное сотрудничество, разведку ресурсов и торговлю [7]. Технология производства бронзы LXC представлена небольшими артефактами, такими как кинжалы и украшения [8], и считается тесно связанной с культурой Чжукайгоу в центральной Внутренней Монголии и культурой Цицзя и Сиба в коридоре Хэси [9].], но резко отличается от эрлиганской культуры Центральной равнины [10]. Олово могло быть намеренно добавлено и варьироваться по содержанию для разных типов артефактов [11]. Недавние находки горных и металлургических остатков в этом регионе [12] позволяют предположить, что местные месторождения полиметаллических полезных ископаемых могли эксплуатироваться населением бронзового века (рис. 4). Основываясь на типологии керамики и радиоуглеродном анализе, несколько памятников были идентифицированы как активные в эпоху бронзы, и именно им посвящена эта статья.
Рис.
1
Отбор проб и местонахождение площадок
Увеличенное изображение
Касситерит считался единственным вероятным полезным ископаемым, используемым для производства олова в древности во всем мире, а месторождения касситерита встречаются гораздо реже по сравнению с различными и широко распространенные месторождения медных минералов [13]. Согласно современным геологическим базам данных, большинство значительных месторождений касситерита находится на юге Китая, поэтому дискуссии о возможных источниках олова в северном Китае никогда систематически не велись до тех пор, пока исследователи не стали сосредоточивать свое внимание на оловосодержащих полиметаллических месторождениях в степи северного Китая, Монголии и России [14]. Есть небольшие месторождения касситерита, которые были обнаружены в северном Китае современными старателями, но, согласно современным промышленным оценкам, большинство минеральных жил в этом регионе слишком скудны для рентабельной эксплуатации, а разбросанное распределение без выгоды современная транспортная сеть еще больше снижает их коммерческую ценность [15].
Однако небольшая глубина залегания этих месторождений и высокая коррозионная стойкость касситерита могут привести к тому, что определенные залежи касситеритового песка могут образовываться в виде отложений в сезонной гидрографической системе (аллювиальные руды) или поверхностных минеральных лоз (элювиальные руды) с высоким потенциалом плавления. Короткие транспортные расстояния помогли бы старателям и ремесленникам LXC использовать эти минеральные жилы для производства бронзы. Действительно, в регионе были зарегистрированы следы древней горнодобывающей и плавильной деятельности. Кроме того, наличие полиметаллических минералов, содержащих медь, олово и мышьяк, создает предпосылки для выплавки различных бронзовых сплавов, — которые частично были бы обусловлены эффективностью, торговыми конфликтами или другими социально-экономическими обстоятельствами или основывались на требованиях определенных политических или религиозных целей, потребуются веские доказательства, подобные найденным на месте Хабакила, чтобы убедительно реконструировать полный металлургический репертуар.
Предыстория места
Это исследование в основном было сосредоточено на памятниках бронзового века, называемых Хабакила, названных в честь ближайшей деревни. Деревня находилась в ведении правительства города Ючжоуди Hexigtan Banner. Памятник был обнаружен в ходе археологических изысканий рядом с зафиксированными современными разведками месторождениями меди и олова. Вокруг участка Хабакила расположены три жильных месторождения оловянных полиметаллических минералов, и в более широком географическом диапазоне этот регион следует рассматривать как зону концентрации полезных ископаемых (рис. 4). Кроме того, несколько современных мест с каменными орудиями добычи и древними реликвиями добычи (рис. 4) также привлекли больше внимания к потенциалу археометаллургических исследований. К ним относятся стоянка Xiquegou, которая подвергалась систематическим раскопкам и описана как сезонное шахтерское поселение LXC [16], и стоянка Yihewomente с десятками карьеров, большим количеством каменных горных инструментов и поверхностными отложениями оловянной минеральной жилы.
Участок Хабакила расположен в стороне от вади двух крупных сезонных рек, рек Хар и Цагаан. Ядро поселения расположено в сотнях метров к юго-западу от современной деревни Хабакила, Хексигтенское знамя города Чифэн. Археологические остатки в основном распространены на грядах небольших холмов (рис. 1). Открытие этого места связано с тем, что несколько черепков глиняной посуды и металлургических отходов были обнаружены во время проектов по восстановлению лесов, за которыми в последние годы последовали незаконные грабежи местными расхитителями могил. После тщательной расчистки нескольких ям для разграбления и двух археологических изысканий, проведенных на этом месте, были собраны черепки глиняной посуды, руда, шлак и кости животных (рис. 1). Глубина грабительских ям не превышала 1,5 м, и при наблюдении за поперечным сечением ям нельзя было различить множественные культурные слои. Большая часть шлака и руд обнаружена в двух карьерах, а небольшие куски шлака и руды обнаружены не более чем в 400 м от карьеров и почти все на краю склона холма.
Для типологической идентификации были собраны диагностические черепки. Другие реликвии, такие как руда, шлак, кости и агломерационная трапезная, были собраны вместе для дальнейшего исследования в лаборатории. После расчистки ям было обнаружено около двадцати кусков шлака, десятки костей животных и куски горелой земли. Зеленоватые и голубоватые руды с темно-коричневыми минералами были размером в горсть, большая часть состава руды была определена с помощью качественного анализа с помощью портативного XRF, в то время как было собрано более тридцати руд, а двенадцать образцов шлака и руды были отобраны для дальнейшего исследования. анализ (рис. 2, 3). Хотя детальный контекст площадки можно было реконструировать только после систематических раскопок, шлак как металлургические отходы не следует перемещать далеко от места плавки. Кроме того, обнаружение медной руды вместе со шлаком было наиболее убедительным доказательством плавильных работ, которые могли свидетельствовать о высокотемпературной металлургической деятельности.
Рис. 2
Образцы руды и современная касситеритовая руда в районе Хабакила
Изображение в натуральную величину
Рис. 3
Образцы извлеченного шлака (без SLAG01 и SLAG09)
Для аналитических исследований отобрано 26 проб. SLAG03 был идентифицирован как застеклованные фрагменты печи/тигля без шлака, а ORE01 и ORE11 содержали слишком мало минеральных фаз и поэтому рассматривались как образцы пустой породы. Большинство образцов представляли собой артефакты, обнаруженные в ямах для разграбления, тогда как два образца шлака и три образца руды были собраны рядом с ямами, поэтому они контекстуально связаны с ямами мародеров, но без стратиграфического контекста.
Анализ типологии керамических черепков был проведен Археологическим институтом Цзилиньского университета. Кости, связанные со шлаком, были отправлены в Школу археологии и музееведения Пекинского университета для определения возраста AMS (ускорительная масс-спектрометрия) 14 C (номер лаборатории: BA160698 и BA160699).
Были исследованы два хорошо сохранившихся зуба животных, а образцы древесины были подвергнуты радиоуглеродной калибровке, проведенной с использованием программного обеспечения Oxford University Oxcal v4.3 (рис. 5). Образцы шлака и руды были залиты эпоксидной смолой и отполированы в соответствии со стандартной археометаллургической процедурой. Сканирующая электронная микроскопия в сочетании с энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией (СЭМ-ЭДС) была проведена с помощью СЭМ TESCAN VAGA3 XMU, оснащенного анализатором BRUKER XFlash Detector 610 M EDS, в Институте культурного наследия и истории науки и техники, Пекинский университет науки и технологий. Десять образцов полиметаллических руд (таблица 1) были измельчены в порошок для рентгенофазового анализа (рентгеновской порошковой дифракции) и рентгенофлуоресцентного анализа в Государственной ключевой лаборатории неорганического синтеза и препаративной химии Цзилиньского университета. Кристаллографическая информация характеризовалась на порошковом рентгеновском дифрактометре RIGAKU, D/max 2500, с Cu Kα-излучением (λ = 1,5418 Å) при напряжении и токе трубки 50 кВ и 200 мА, от 10 до 80° при 10°/мин.
. Кроме того, элементный состав исследовали методом рентгенофлуоресценции с использованием спектрометра PANalytical AXIOS с дисперсией по длинам волн Advanced XRF с родиевой трубкой в качестве источника излучения при напряжении 60 кВ и токе 50 мА.
Таблица 1 Образец информации
Полноразмерная таблица
Результаты
Хронология
Типологический анализ керамики подтвердил, что местонахождение Хабакила было занято культурой Нижнего Сяцзядяня (LXC), аналогично месту добычи Шикегоу. Керамика «Змеиный узор» (рис. 4), найденная вместе со шлаком, характерна для заключительного этапа LXC, современного позднешанскому периоду на Центральной равнине. Два образца костей имеют радиоуглеродный возраст между 13 и 11 веками до н.э. хорошо соответствует типологии керамики (1233–1022 г. до н. э., рис. 5). Керамические черепки на этом месте были довольно простыми в типологическом отношении, особенно награбленные предметы, которые были идентифицированы как принадлежащие LXC.
Рис. 4
Типичные обнаруженные артефакты и месторождения полезных ископаемых вокруг участка Хабакила
Изображение в полный размер
Рис. 5
Калиброванная дата сосуществования зубов животных с рудой
и шлак
Полный размер
Руда
Все образцы руды были в основном мелкие, зеленоватого или голубоватого цвета с относительно высокой плотностью. Стратегия отбора проб заключалась в наблюдении за внешним видом руды и отборе различных образцов по приблизительному количеству каждой категории. P-XRF извлеченных руд показал содержание Cu, Fe и Sn. Рентгенофазовый анализ образцов руды показал, что образцы в основном состоят из касситерита, куприта, борнита, марказита и других минералов пустой породы, таких как флюорит, кварц, слюда и полевой шпат (таблица 2). По результатам РФА большая часть рудного состава содержит более 5% меди. Между тем мышьяк и олово также часто встречались с содержанием обоих до уровня 1%.
На изображениях СЭМ-ЭДС частицы касситерита в образцах руд часто срастались с частицами парагенетического вольфрамита, а флюоритовые фазы были обнаружены практически во всех образцах руд (рис. 6). Этот тип руд с касситерит-вольфрамитовым срастанием и флюоритами образовался в результате мезотермального отложения и, вероятно, использовался древними мастерами для получения бронзы [17]. SEM-EDS также выявил минеральные фазы, богатые железом, медью и мышьяком в смеси с небольшим количеством фаз пирита (рис. 6). Было обнаружено, что эти смешанные фазы смешаны с различным содержанием меди, но с одинаковым содержанием железа и мышьяка. Фазы с более высоким содержанием меди и более низким уровнем кислорода осаждались в текстуре смеси, образуя неоднородные узоры (рис. 7). Морфология образцов руды указывала на довольно разные черты среди них, но содержание элементов и их сочетание в образцах были относительно одинаковыми. Так, пестрота внешнего вида, особенно по цвету, могла быть вызвана выветриванием после добычи.
Таблица 2 Анализ проб руды РФА и СЭМ/ЭДС
Полноразмерная таблица
Рис. 6
Микрофотографии руды СЭМ-ЭДС
Изображение в натуральную величину
Рис. 7
ORE02
Изображение полного размера
Поскольку в пробах почти не было остатков первичных минералов, все пробы руд можно было рассматривать как вторично-обогащающие осадконакопления меди, мышьяка и олова. Минералы меди и мышьяка в основном образовывали смешанные оксиды с гетерогенной текстурой. Касситерит был единственным оловянным минералом с относительно равномерным распределением и заполнением трещин минералами меди и мышьяка (рис. 6). В целом структура руды была хрупкой и могла быть подвержена механическому разрушению.
Шлак и застеклованные фрагменты печи/тигля
Все 12 образцов, классифицированных как «Шлак», представляли собой комбинации шлака и застеклованных фрагментов печи/тигля.
Но только SLAG01 и SLAG09 можно было непосредственно распознать как два фрагмента печи/тигля с поверхностью спекания и тонким слоем шлака (рис. 8, 9). Остальные образцы были разделены на два типа после наблюдения с помощью СЭМ (таблица 3). Шлак типа А представлял собой темно-коричневатые маленькие кусочки с пористой структурой, а фаза шлаковой матрицы составляла преобладающую часть образца. Образцы типа Б, напротив, представляли собой в основном застеклованные фрагменты печей/тиглей или других огнеупорных материалов с коричневой или бледно-серой поверхностью спекания или тонким слоем шлака.
Рис. 8
СЭМ-ЭДС-микрофотографии SLAG01
Изображение в полный размер
Рис. 9
Перфорированный образец SLAG09 и реставрация Нюхеляна
печь
Полноразмерное изображение
Таблица 3 Данные ЭДС матрицы шлака
Полноразмерная таблица
Данные ЭДС показали аналогичную матрицу кремнеземного шлака с высоким содержанием алюминия, кальция и железа.
Были огромные колебания данных о содержании кремния и железа, и в матрице можно было найти как оловянную бронзу, так и мышьяковистую медь (таблица 4). Гранулы мышьяковистой бронзы являются доминирующим включением сплава в большинстве образцов, а оловянная бронза может быть обнаружена только в SLAG02 (рис. 10). Помимо гранул оловянной бронзы, в SLAG02 также были идентифицированы частицы оксида олова. Содержание мышьяка в гранулах колеблется от 5 % до более 30 %, тогда как содержание олова в основном составляет менее 5 % (рис. 11). Частицы висмута и серебра были обнаружены сконцентрированными в частицах и распределенными в нескольких металлических фазах бронзы. Частицы свинца были обнаружены связанными не только в образцах типа А SLAG04 и SLAG08, но также и в слипшемся шлаке SLAG06. Сложная химическая концентрация металлических гранул в этих образцах указывала на то, что полиметаллическую руду можно было переплавить для извлечения металла с различным содержанием олова и мышьяка (таблица 3).
Эти образцы продемонстрировали процесс выплавки бронзы с округлыми каплями едва окисленного металла и достаточно типичной восстановительной шлаковой матрицей. Отсутствие непрореагировавших частиц и фаз оксида меди свидетельствует о том, что плавка проводилась в идеальных условиях. Хотя может сбивать с толку тот факт, что округлое включение SLAG07 (рис. 11) содержало относительно высокие уровни железа и олова в неправильной морфологии, в последующем отборе проб и исследовании не было никаких других следов этого типа шлака, и, следовательно, он должен рассматриваться как исключение в данном исследовании. Таким образом, SLAG07 может быть исключением, поскольку его текстура относительно неоднородна и отражает менее успешную плавку.
Таблица 4 Данные ЭДС крупных частиц бронзы в шлаке типа а из шлака мышьяковистой бронзы
Тигельно-печные образцы (тип Б) были изготовлены из неогнеупорной глины и отпущены. Большинство образцов были полузастеклованы со стороны, близкой к футеровке, и слегка спечены с другой стороны, что указывает на то, что они нагревались сверху/внутри.
Шлаковая футеровка содержит много кристаллов оксида олова и гранул металлического олова, но не содержит меди, свинца или мышьяка, что резко отличается от образцов шлака. На изображениях BSE видны мелкие округлые капли металлического олова, рассеянные в решетке фаялита (рис. 8, 12), а иногда и кристаллы вольфрамита в кластерах оксида олова (рис. 8). Полувосстановленные или перекристаллизованные оксиды олова также были обнаружены в шлаке, что позволяет предположить, что касситерит мог быть исходной рудой, загруженной в тигель. В силикатной матрице шлаковой футеровки преобладает стекло с низким содержанием железа (менее 5 мас. % в весовых процентах) и высоким содержанием кальция (20 мас. % в среднем содержании), но довольно неоднородно распределенное (таблица 3). Кристаллы фаялита токарной формы также были идентифицированы на определенном участке футеровки. Повсеместное распространение гранул металлического олова, а не оксида олова, предполагает, что эти образцы были вовлечены в процесс восстановления, а не в процесс плавления и окисления.
Находка вольфрамита является убедительным показателем того, что использовалась касситеритовая руда, поскольку два минерала обычно срастаются в рудных месторождениях. Однако оксид олова, образующийся при повторном окислении металлического олова, не будет содержать вольфрамита. Отсутствие Cu указывает на то, что это не был процесс совместной плавки или цементации, широко известный на участках литья бронзы. Оловянные руды, скорее всего, плавили непосредственно для получения металлического олова. Признаков рециркуляции олова в футеровке печи/тигля в наших образцах не обнаружено [18]. Высокое содержание оксида кальция может быть связано с обилием кальциевых минералов, таких как фторид, в пустой породе, что может обеспечить довольно приемлемую основность, но без металлической фазы Sn-W-Fe, обнаруженной в шлаках, при мягких тепловых условиях при 1200 °C. С [19] может быть основным фактором, влияющим на неоднородное распределение матрицы шлака. Некоторые остаточные кластеры оксида олова все еще имели форму касситерита (рис.
12), что также могло указывать на условия высокой вязкости процесса плавки.
Рис. 12
СЭМ-ЭДС-микрофотографии SLAG09
Изображение в полный размер
Очень неоднородные шлаки обычно встречаются в технологиях тигельной плавки, но определить, была ли перфорированная керамика тигельной или фрагментами печи, невозможно, поскольку куски были слишком неполный для реконструкции. Тем не менее, аналогичные реликвии, найденные на другом важном плавильном участке, Нюхеляне [20], с перфорированными фрагментами, которые считаются типичными металлургическими технологиями LXC, могут быть реконструированы в печи среднего масштаба (рис. 9).). Считалось, что перфорированная печь была преднамеренной конструкцией, отражающей социальные и технические решения [21], которая была распространена в Средиземноморье в бронзовом веке [22]. Перфорированная печь могла быть культурной особенностью металлургических технологий LXC и подразумевала универсальную тенденцию технологического проектирования для контроля температуры и реакционной атмосферы.
Обсуждение
Анализ матричных данных образцов шлака типа А выявил очевидные различия в содержании силиката и оксидов железа, в то время как распределение и морфология бронзовых гранул различались для каждого образца. Однако, согласно лабораторным исследованиям, проведенным для этого исследования, металлические частицы, содержащие мышьяк и медь, могли быть обнаружены во всех образцах шлака, в то время как олово отсутствовало в большей части шлака типа А, а распределение других микроэлементов, таких как серебро и свинец не продемонстрировал различных закономерностей. Не было преднамеренного контроля доли сплава или технологических различий, которые можно было бы выявить, поэтому эти различия между матрицами шлака могли быть вызваны временем выгрузки шлака во время аналогичных процедур или различными изотермическими или восстановительными условиями в печи. Часть состава шлаковой матрицы достигла приемлемой вязкости и переплавилась в жидкую фазу, в результате чего были получены образцы с обтекаемой структурой, а часть могла прикрепиться к футеровке печи и сформироваться в неидеальных тепловых условиях.
Очень разнообразный состав металлических гранул в образцах шлака свидетельствует о том, что плавильная шихта и условия печи не контролировались тщательно, и продукт мог иметь относительно широкий диапазон составов.
Сравнивая данные образцов руды со шлаком, высокое содержание мышьяка в бронзовых гранулах может хорошо соответствовать Fe-Cu-As рудам, обнаруженным на участке. Массовое соотношение мышьяка и меди в руде может достигать 28%. Эти шлаки отражают производственный процесс, в котором почти не участвовало олово. Интересно, что опубликованные данные о бронзовых артефактах LXC с могильника Дадианцзы содержали только оловянную бронзу и чистую медь без следов мышьяка. На основании этих данных [11] традиционно утверждается, что люди LXC не использовали мышьяковую медь, в отличие от современных им культур северо-западного Китая и Евразийской степи [23, 24]. Представленное здесь исследование участка Хабакила еще больше обогатило наше понимание металлургической деятельности людей LXC.
Учитывая относительно широкое географическое распространение LXC и длительный хронологический период, их металлургическая технология может быть диверсифицированной и со временем меняться. Различный технологический выбор между Дадианзи и Хабикилой можно объяснить хронологическим разрывом (ок. 3500 г. до н.э. для Дадианзи) или различными металлургическими традициями в рамках одного культурного комплекса.
Фрагменты тигля/печи представляют собой процесс выплавки металлического олова на основе довольно чистого касситерита. Высокое содержание металлического олова и касситерита свидетельствует о довольно грубой одностадийной плавке [25] по сравнению с современной двухстадийной плавкой, при которой сначала получают сыпучий шлак на силикатной основе, богатый оксидом олова, а затем карботермически восстанавливают. что приводит к полному извлечению олова. Однако при использовании высококачественного сырья двухстадийный метод может не понадобиться, так как выход шлака будет очень мал, как и потери олова за весь процесс плавки [26].
Аналогичная технология плавки могла бы позволить достичь температуры более 1200 °C вблизи фурмы с помощью правильно настроенной горелки [27], соединенной отверстиями в печи, теоретически [21]; но на практике такой контроль температуры и атмосферы требует очень точных операций и большого опыта [28]. Кроме того, правильная футеровка печи, высококачественный древесный уголь и хорошо обогащенная шихта имеют решающее значение для успеха такой одностадийной плавки [26].
Отсутствие Cu и As позволяет предположить, что в этом процессе для получения чистого металлического олова использовался довольно чистый касситерит. Для шлака типа B, прикрепленного к фрагментам тигля/печи, потребуются такие чистые отложения касситерита, как сырье, извлеченное в ходе нашего исследования, или могут быть естественные методы, такие как аллювиальные или элювиальные отложения, или искусственные методы для разделения и очистки парагенетической руды для процесс плавки. Остаточные частицы вольфрамита и структура касситерита обеспечивают связь между полиметаллической рудой и выплавкой касситерита, что послужило первым полевым свидетельством выплавки олова в бронзовом веке на севере Китая.
Олово может быть добавлено к меди в виде металлического олова или оксида олова. Последний способ также называется цементацией, и оксид олова будет восстанавливаться одновременно после смешивания с расплавленной медью. Хотя в Китае были выявлены десятки мест плавки меди и бронзолитейного производства бронзового века [29].], ни один из них не выявил четких доказательств того, как олово добавлялось к меди. Важность этой новой находки состоит не только в том, чтобы доказать, что технология выплавки олова была освоена жителями LXC, но и в том, чтобы предположить две разные линии производства металла на этом месте. Мышьяковая медь прямого восстановления может использоваться для литья предметов на месте, но расплавленное олово может быть сплавлено с медью на других участках для производства оловянной бронзы. Разделение этих двух производственных линий свидетельствует о достаточно сложной организации производства в металлургической отрасли. Различные типы сплавов могут играть разные социальные и экономические роли и, следовательно, производиться в разных контекстах.
Для дальнейшего развития этого аргумента необходимы дополнительные аналитические данные артефактов LXC, особенно тех, которые сделаны из меди, содержащей мышьяк.
Морфологический анализ образцов руды показал, что минералы мышьяка и меди были переплетены вместе, что указывает на то, что разделение этих двух минералов было бы практически невозможным, но касситерит с независимой минеральной структурой можно было бы разделить механическим дроблением с помощью каменных инструментов или естественная коррозия и отложения. Как видно из руды, вольфрамит и касситерит были соединены довольно близко друг к другу, и их удельный вес (около 7) был одинаковым, что привело к образованию остатка вольфрамита после процедур разделения в шлаке. Аналогичная стратегия плавки была обнаружена на участках железного века в Африке с использованием аналогичных рудных ресурсов как с касситеритом, так и с минералами, богатыми мышьяком [30]. В результате каменный раствор для измельчения (наковальня) и другие инструменты для измельчения, такие как молотки, долота и мелющие шары (рис.
4), обнаруженные на стоянках Ихевомен и Шикегоу, могут иметь решающее значение для этих операций по добыче и очистке руды.
Движущей силой этой выбранной стратегии мог быть спрос на производство оловянной бронзы, но вряд ли были обнаружены какие-либо археологические свидетельства металлического олова, поскольку ни один из слитков [31], горнодобывающих или плавильных мастерских не был обнаружен до настоящего времени. . В этом регионе не было обнаружено свидетельств устойчивого источника чистого олова, основанного на крупномасштабной эксплуатации оловянных рудников в Центральной Азии [32, 33]. Геологические условия и отложения оловянных руд вокруг участка Хабакила также сильно отличались от обнаруженных участков добычи [34]. Так что причиной разделения руды и выплавки олова мог быть компромиссный выбор из-за отсутствия чистого касситерита. Весь спектр технической материальной культуры, такой как каменные орудия, используемые для добычи и измельчения, а также для промывки и обогащения руды [35], мог быть адаптацией к этому типу полиметаллических жил, которые простирались даже до внутренних районов современной Монголии.
где в настоящее время все еще можно найти более богатые минеральные жилы [36]. При наличии сложных навыков обработки руды можно было разработать методы получения оловянной и мышьяковой бронзы с полиметаллической рудой. Производство ручных инструментов и небольших украшений для помощи в добыче ресурсов и металлургическом процессе было бы первоочередной задачей для народов LXC, особенно если бы чистое олово или другие металлические изделия составляли основу их желанности в качестве партнера в обмене на большие расстояния. Весь металлургический процесс, вероятно, был встроен в технические и социальные решения людей LXC в этом регионе, точно так же, как люди Шан стремились к высокоэффективному массовому производству и ввели в действие зрелую систему поставок для производства ритуальной бронзы [37].
Заключение
Это первичное исследование руды и шлака, обнаруженных на участке Хабакила, выявило различные подходы к бронзовой технологии комплекса Нижней Сяцзядяньской культуры с двойными процессами производства мышьяковистой бронзы и выплавкой чистого олова.
Плавильный шлак доказывает, что люди из LXC могли использовать и производить мышьяковистую бронзу. Хотя для решения загадки технологических систем мышьяковистой бронзы на северной окраине Китая потребуются дополнительные данные и доказательства в будущих исследованиях, проанализированные образцы представляли собой совокупность сложных технологий использования как мышьяковой, так и оловянной бронзы на полиметаллической руде. Это открытие могло бы стать разумным подходом для освещения следующих исследований.
Фрагмент шлака печи/тигля, связанный исключительно с выплавкой олова, позволяет предположить, что в этом регионе могут быть неразведанные ресурсы чистого касситерита. С другой стороны, отсутствие чистой оловянной руды может указывать на то, что чистое металлическое олово выплавлялось из полиметаллических руд. А полиметаллическая руда разделялась естественным (аллювиальным и элювиальным) и/или искусственным способом на рафинирование касситерита и обогащение мышьяково-медных минералов.
Последний метод требовал распознавания и добычи оловянной, медной и мышьяковой руды; разделение и обогащение полиметаллической руды; и выплавка чистой оловянно-мышьяковой бронзы всего технического комплекса бронзометаллургической деятельности. Особенности каждой техники подразумевают не только технологические предпосылки, но и принятие социально-экономических решений на основе доступных источников и культурного фона. Было бы две отдельные линии производства бронзы: одна была для производства предметов из мышьяковой бронзы без контроля доли сплава, а другая была для более адаптированного по составу содержания олова в предметах из оловянной бронзы на основе выплавки чистого металлического олова.
Учитывая, что LXC имеет широкий хронологический и территориальный охват, для полной реконструкции металлургической технологии этой культуры потребуется гораздо более систематическое исследование металлургических участков в этом регионе. Техническое разнообразие в рамках одной культуры может привести к открытию многих других процессов.
Понимание социальной структуры и иерархии, лежащих в основе данной производственной цепочки, таких как геологическое происхождение сырья, отношения между потребителем и спросом, а также выбор, лежащий в основе заданных производственных стратегий, также могут быть решены дальнейшими археологическими исследованиями. Обнадеживающие результаты этих плохо контекстуализированных артефактов, безусловно, побуждают к дальнейшим исследованиям LXC, расположенного в важном культурном и географическом регионе для понимания распространения и развития металлургии бронзы на северной границе древнего Китая. Мы предлагаем пересмотреть некоторые прежние археометаллургические выводы о LXC, основываясь на представленных здесь доказательствах, а также на огромном специальном и хронопространстве культуры Нижнего Сяцзядяня, что может вызвать дополнительную сложность вопроса. Кроме того, использование полиметаллической руды, а также показания для производства чистого металлического олова могут быть решены только на основе дальнейших полевых исследований участков.
Доступность данных и материалов
Наборы данных, использованные и/или проанализированные в ходе текущего исследования, можно получить у соответствующего автора по обоснованному запросу.
Сокращения
- LXC:
Нижняя культура Сяцзядянь
- РЭМ-ЭДС:
сканирующая электронная микроскопия в сочетании с энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией
- АМС 14 К:
ускорительная масс-спектрометрия, датировка C14
- XRD:
Порошковая рентгеновская дифракция
- РФА:
Рентгенофлуоресцентный
Ссылки
- «>
Мэй Дж. Ранняя металлургия в Евразийской степи и Китае: некоторые сложные вопросы. В: Мэй Дж., Ререн Т., редакторы. Metall Civilis Eurasia Beyond Proc 6th Int Conf Beginnings Use Met Alloy (BUMA VI). Лондон: Архетип; 2009. с. 9–16.
Google ученый
Meicun L, Liu X. Истоки металлургии в Китае. Античность. 2017;91:1–6.
Артикул
Google ученый
Линдуфф К.М., Хан Р., Сун С. Начало металлургии в Китае. Льюистон: Эдвин Меллен Пресс; 2000.
Google ученый
«>Мей Дж. Ранняя металлургия на основе меди в Китае: старый вопрос, новая перспектива. Bull Archeol Канадзава Univ. 2004; 27:109–18.
Google ученый
Ван Л. Нижняя культура Сяцзядянь западной дренажной системы реки Ляо. Компаньон китайского археола. Чичестер: Уайли; 2013. с. 81–102. http://doi.wiley.com/10.1002/9781118325698.ch5. По состоянию на 9 марта 2019 г.
Лю Х. Исследование бронзы нижней культуры Ся-цзя-дянь. Шэньян: Ляонинский университет; 2013.
Google ученый
Мэй Дж. Культурное взаимодействие между Китаем и Центральной Азией в эпоху бронзы. В: Proc Br Acad, vol 121, 2002 Lect.
2012. с. 1–39.Шелач Г. Социальная сложность в Северном Китае в эпоху ранней бронзы: сравнительное исследование культур Эрлитоу и Нижнего Сяцзядяня. Азиатская перспектива. 1994; 33: 261–92.
Google ученый
Li Y, Jia H, Zhu Y. Бронзы, найденные в гробницах Дадианзи Аоханци во внутренней Монголии Китая. Цветные металлы. 2002; 54: 123–6.
КАС
Google ученый
Ван Л., Ли Ю., Цао Дж., Фу Л., Чжао Дж. Краткий отчет о раскопках на стоянке Сикугоу, Хексигтен Баннер, Внутренняя Монголия. Археология. 2014;3–15 (китайский) .
Рапп Г. Археоминералогия. 2-е изд. Берлин: Springer Science & Business Media; 2009 г..
Книга
Google ученый
Чен Г. Предварительное исследование происхождения олова в династии Шан.
Археология. 2012; 54–69 ( китайский ).Ван Ю.В., Ван Дж.Б., Уэмото Т., Ван Л.Дж. Геология и минерализация месторождения оловянно-полиметаллических руд Дацзин, Внутренняя Монголия, Китай. Ресурс геол. 2001; 51: 307–20.
КАС
СтатьяGoogle ученый
Ван Л., Фу Л. Обсуждение соответствующих вопросов рудника Сикугоу. Археология. 2015;440:79–87 (китайский) .
Google ученый
Мохамед МАМ. Эволюция минерализующих флюидов касситерит-вольфрамитовых и флюоритовых месторождений в районе оловянного рудника Муэйлха, Восточная пустыня Египта, свидетельство флюидных включений. Араб Дж. Геоски. 2013; 6: 775–82.
КАС
СтатьяGoogle ученый
Чирикуре С., Хейманн Р.Б., Киллик Д. Технология выплавки олова в долине Ройберг, провинция Лимпопо, Южная Африка, ок.
1650–1850 гг. Н. Э. J Archaeol Sci. 2010; 37:1656–69. https://doi.org/10.1016/j.jas.2010.01.026.Артикул
Google ученый
Figueiredo E, Fonte J, Lima A, Veiga JP, Silva RJC, Mirão J. Древнее производство олова: шлаки из городища Карвальельюш железного века (северо-запад Пиренейского полуострова). J Archaeol Sci. 2018;93:1–16.
КАС
СтатьяGoogle ученый
Li Y, Han R. Изучение фрагментов стен печи, обнаруженных в Нюхеляне, провинция Ляонин. Цветные металлы. 2000;52:80–3.
КАС
Google ученый
Прайс Т.О., Бассиакос Ю., Катапотис М., Дунан Р.С. Технологические решения «De Caerimoniae» при проектировании медеплавильных печей раннего бронзового века Хрисокамино, Крит*. Археометрия. 2007;49: 543–57.
КАС
СтатьяGoogle ученый
«>Поллард А.М., Брей П., Хоммель П., Хсу Ю.К., Лю Р., Роусон Дж. Обращение металлов бронзового века в Китае. Античность. 2017;91: 674–87.
Артикул
Google ученый
Chen K, Liu S, Li Y, Mei J, Shao A, Yue L. Свидетельства выплавки меди с использованием мышьяка в бронзовом веке в Китае: исследование металлургического шлака с участка Лаониупо, центральная часть Шэньси. J Archaeol Sci. 2017;82:31–9. https://doi.org/10.1016/j.jas.2017.04.006.
КАС
СтатьяGoogle ученый
Хейманн Р.Б., Чирикуре С., Киллик Д. Минералогическое исследование доколониальных (1650–1850 гг.
н.э.) шлаков выплавки олова из Ройберга, провинция Лимпопо, Южная Африка. Евро J Минерал. 2010; 22:751–61.КАС
СтатьяGoogle ученый
Tylecote RF, Bryan E, Photos E. Состав оловянных шлаков с юго-запада Англии. Мировой археол. 1989; 20: 434–45.
Артикул
Google ученый
Редер Ю.Е. Паяльная трубка против мехов в древней металлургии. J Филд Археол. 1994; 21: 345–50.
Google ученый
Прайс О., Бассиакос Ю. Предварительные результаты экспериментального исследования перфорированных медеплавильных шахтных печей из Хрисокамино (Восточный Крит). В: Материалы международного симпозиума, состоявшегося в Критском университете, Ретимно, Греция, 19–21 ноября 2007 г. Под ред. В: Цахили Л., редактор. Proc an Int Symp, проведенный Univ Crete, Ретимно, Греция, 19–21 ноября 2007 г.
Ретимно: Афины, Ta Pragmata Publications; 2008. с. 119–27.Линдафф К.М., Мэй Дж. Металлургия в древней Восточной Азии: ретроспектива и перспективы. Методы перспективы Archaeometall Glob Synth. 2014;9781461490: 785–803.
Артикул
Google ученый
Миллер Д., Холл С. Повторное посещение Ройберга: анализ отходов плавки олова и меди. Хист Металл. 2008;42:23–38.
КАС
Google ученый
Липчей Л., Мюррей А., Смит Р., Савас М. Исследование продуктов износа, обнаруженных на оловянных слитках, раскопанных в 14 веке до н.э., кораблекрушение позднего бронзового века, Улу-Бурун, недалеко от Каша, Турция. Mater Res Soc. 2002; 712:1–9.
Артикул
Google ученый
Бергер Д., Фигейредо Э., Брюгманн Г., Перницка Э. Фракционирование изотопов олова во время экспериментальной плавки касситерита и его значение для отслеживания источников олова в доисторических металлических артефактах.
J Archaeol Sci. 2018;92:73–86. https://doi.org/10.1016/j.jas.2018.02.006.КАС
СтатьяGoogle ученый
Гарнер Дж. Оловянные рудники бронзового века в Центральной Азии. В: Гауптман А., Дайана М.Т., редакторы. Протокол 3-й международной конференции Dtsch Bergbau-Museum Bochum. Бохум: Montanhistorische Zeitschrift; 2015. с. 135–43.
Google ученый
Иванов О.П., Еременко Л.Ю., Воронов А.И., Зорин Ю.М., Кузовенко А.И., Харкевич К.А., и др. Минералогия и технология новых промышленных видов оловянных руд. Int Geol Rev. 1993; 35: 603–12.
Артикул
Google ученый
Лафлин Г.Дж., Тодд Дж.А. Свидетельства переработки оловянной руды раннего бронзового века. Материнский персонаж. 2000; 45: 269–73.
КАС
СтатьяGoogle ученый
«>Йи Д. Источник олова и «медно-оловянный путь» в перспективе археометрии. Общественная наука Китая. 2013; 162–84 ( китайский ).
Мэй Дж., Ван П., Чен К., Ван Л., Ван Ю., Лю Ю. Археометаллургические исследования в Китае: некоторые последние разработки и сложные вопросы. J Archaeol Sci. 2015;56:221–32. https://doi.org/10.1016/j.jas.2015.02.026.
КАС
Статья
Google ученый
Чжао Б. Исследование генеалогической структуры археологической культуры бронзового века на северо-востоке Китая. Археол Рес Фронт Китай. 2012;1247 ( китайский ).
Димитриу В.Е. Свидетельства металлургической деятельности на южном склоне афинского акрополя в конце неолита. Предварительный отчет. SAIA, Annu Della Sc Archeol di Atene и delle Mission Ital Oriente. All’Insegna del Giglio; 2017. с. 25–36.
Пенхаллурик РД. Олово в древности. 1-е изд. Лондон: Институт металлов; 1986.
Google ученый
Ссылки для скачивания
Благодарности
Доктор Бретт Сэнфорд Кауфман предоставил профессиональное мнение и советы по написанию этой статьи. Проф. Рубин Хан, проф. Вей Цянь, г-жа Гуаньлань Си, г-жа Юйчен Тан также внесли свой вклад в это исследование. Большую поддержку в работе оказало местное учреждение управления культурным наследием.
Финансирование
Это исследование было частью программы изучения древнего места добычи и выплавки олова (中国早期锡矿遗址考察), финансируемой Государственным управлением культурного наследия Китая.
Информация об авторе
Авторы и организации
Институт культурного наследия и истории науки и технологий, Университет науки и технологии Пекин, #906, Yejin Shengtai Building, #30, St.
Xueyuan, Пекин, 100083, КитайChenyuan Li, Yanxiang Li, Kunlong Chen & Siran Liu
Исследовательский центр китайской пограничной археологии, Университет Джилина, Чанчун, 130000, Jilin, China
Lixin Wang
- Yanxiang Li
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в
PubMed Google Академия - Lixin Wang
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в
PubMed Google Scholar - Kunlong Chen
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в
PubMed Google Scholar - Siran Liu
Просмотр публикаций автора
Вы также можете искать этого автора в
PubMed Google Scholar
985
4 Authoror публикации автора
Вы также можете искать этого автора в
PubMed Google Scholar
Взносы
YL является руководителем программы и руководителем CL.
LW и YL — два главных первооткрывателя этого места. WL также является главным советником по археологии в этом исследовании. KC и SL предложили основные аспекты производства мышьяковистой бронзы и олова, которые также являются руководителями CL. CL вносит основной вклад в написание рукописи. Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
Автор, ответственный за переписку
Чэньюань Ли.
Заявление об этике
Конкурирующие интересы
Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.
Дополнительная информация
Примечание издателя
Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и институциональной принадлежности.
Права и разрешения
Открытый доступ Эта статья распространяется в соответствии с условиями международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/), которая разрешает неограниченное использование, распространение, и воспроизведение на любом носителе, при условии, что вы укажете автора(ов) оригинала и источник, предоставите ссылку на лицензию Creative Commons и укажете, были ли внесены изменения.
Отказ от права Creative Commons на общественное достояние (http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/) применяется к данным, представленным в этой статье, если не указано иное.
Перепечатки и разрешения
Об этой статье
Великий бронзовый век Китая | Азия для преподавателей
Великий бронзовый век Китая: выставка из Народной Республики Из первой простой винной чаши — одной из самых ранних китайских бронзовых Примерно в то же время, когда Стоунхендж возводился в Англии и
[Параграф 3] В отличие от других культур, где бронза сначала использовалась в основном Легенда об основании первой китайской династии демонстрирует Во времена Шан вино играло важную роль в таких ритуальных обрядах, После периода Шан ритуальные сосуды стали более важными. [Параграф 7] В древнем Китае бронзовые сосуды отливались коренными жителями Украшения из ранней китайской бронзы были выполнены непосредственно в
Сохранением этих древних изделий из бронзы мы обязаны их Пожалуй, самые поразительные примеры такой практики [Показано] На обложке [оригинальной брошюры, но здесь не воспроизведено]: Выставка стала возможной благодаря грантам компании Coca-Cola; | вернуться к началу | |
Технологический стиль в Анатолии раннего бронзового века
Предложение по диссертации представлено в Департамент ближневосточных языков и цивилизаций
Элизабет С. Фридман
© 1998 Все права защищены
Департамент ближневосточных языков и цивилизаций
Университет Чикаго
Утверждено * 26 июля 1995 г.
Копия завершенной диссертации доступна через ProQuest ID 304639467
- I. Заявление о целях
- II. Причины для предположения о связи между металлическими изделиями и металлургией
- III. Продажа анатолийских металлических изделий
- IV. Методы анализа
- В. Резюме
- Каталожные номера
- Примечания
I.
Заявление о цели
Технология, социальная и экономическая организация, идеология и религия — все системы, работающие вместе, формируют культуру (Binford 1962, Эпштейн, 1993). Каждая система на самом деле является подсистемой культуры, и каждая подсистема взаимодействует друг с другом, они не исключают друг друга. Разделение этих систем и изучение их по отдельности — это просто эвристический прием, позволяющий археологам работать с различными типами данных. Большинство исследований привели к большому количеству описательных данных, но они не в состоянии объяснить культурные изменения. Поскольку технология неразрывно связана с другими подсистемами, из которых состоит культура, любое изменение может повлиять на эти другие подсистемы или подвергнуться их влиянию. Если мы хотим попытаться понять культурные изменения, мы должны рассмотреть различные используемые технологии, поскольку технология включает в себя знания и поведение, а также материальную культуру.
Большинство исследований сосредоточено на каменной, гончарной, металлической или текстильной промышленности, но исследований, объединяющих эти отрасли, очень мало.
К. Перлес (1986) — один из немногих археологов, признавших, что анализ двух разных отраслей может дать дополнительные данные, позволяющие более точно реконструировать доисторические системы культуры. Согласно Перлесу, мы можем поставить вопрос: «в том, что происходит в каменной промышленности и в отражающей керамике — в структуре технологической системы и во взаимодействии технологии с другими областями социальной системы» (19).86:98)». Этот взгляд на каменные и керамические изделия можно в равной степени применить к металлам и керамике. Изучая взаимосвязь между производством керамики и металла, мы получим более глубокие знания о древних технологиях как о системе, действующей в культуре и представляющей как культурные изменения, так и культурные изменения. , ибо культура не статична.
Технология — это совокупность знаний, которые люди используют для манипулирования своим окружением. Техники — это методы, с помощью которых эти знания применяются.88:20)». Таким образом, материальная культура — это физическое проявление знаний и техники.
Технология — это уникальная система, включающая материальные ресурсы, инструменты, методы, соответствующее социальное поведение и значения (Pfaffenberger 1988: 241). По сути, артефакты
Эпштейн (1993:42-43) утверждает, что, «если рассматривать технологию как систему, которая выходит за рамки воздействия инструментов на материал, включая отношения и идеи, которые движут и направляют техников , становится ясно, что стиль не может быть отделен от функции». Чтобы стиль был осмысленным, он должен быть признан всеми членами общества. Если стиль признается обществом как несущий символическое значение, то объект служит двум функции, функцию «использования» и функцию «символа». В этом ключе символическая система культуры накладывает ограничения на выбор, доступный производителю. Несмотря на экологические, физические и социальные ограничения, которые ограничивают выбор вариантов, производитель все еще может столкнуться с выбором между механически эквивалентными признаками. Этот выбор в конечном итоге определяет технологический стиль производителя.
Поскольку в выборе любого технологического стиля всегда присутствует элемент культурного выбора, выбор между эквивалентами в механической функции должен объясняться культурными и социальными факторами (Epstein 1993: 42-43). Если население предпочитает одну технологию другой эквивалентной технологии, мы можем предположить, что выбор имеет социальное, экономическое, религиозное или идеологическое значение. Люди, незнакомые с технологиями, обычно сильно преуменьшают степень широты и выбора, открывающиеся перед новаторами в их стремлении решить технические проблемы (Pfaffenberger 19).92:497). «Именно потому, что они отражают выбор, сделанный обществом из множества возможностей, техники в своих наиболее материальных аспектах составляют часть сферы антропологии (Lemonnier 1986: 153)».
Сосредоточив внимание на связи между керамикой, в частности металлическими изделиями, и ранними металлургическими практиками, я надеюсь различить особый технологический стиль. Технологический стиль «является паттерном или темой, наблюдаемой в культурном выборе, который люди делают при манипулировании своим окружением.
Этот паттерн поведения отражает паттерны лежащей в основе системы культурных знаний, таким образом, технологический стиль представляет собой конструкцию, соединяющую технику, технологию и культура (Эпштейн 1993:43)». Я ожидаю, что этот технологический стиль будет типичным и уникальным для южно-центрального региона Тавра в эпоху ранней бронзы.
Производство металлических изделий в Анатолии раннего бронзового века является значительным достижением в области керамических технологий. , В этой диссертации будет рассмотрено предположение о том, что развитие металлической посуды в Анатолии раннего бронзового века неразрывно связано с ранними металлургическими достижениями.Причины для предположения такой связи включают использование керамических тиглей древними металлургами, близость производства, перекрывающиеся модели распределения, и металлические прототипы для керамических декоративных техник. Было проведено много исследований ранней металлургической деятельности, но наши технические знания о древних металлических изделиях, в лучшем случае, фрагментарны.
Я намерен исследовать технологию, используемую для производства анатолийских металлических изделий, чтобы увидеть, пиротехника, инструменты и приемы использовались древними металлургами. изучите модели распределения металлических руд и артефактов и сравните их с известным распределением металлических изделий, чтобы увидеть, пересекаются ли торговые сети. Я буду сотрудничать в химическом и минералогическом анализе металлической посуды, чтобы четко идентифицировать ее и отличить от других изделий. В конечном счете, я хотел бы восстановить культурное значение, воплощенное в металлической посуде, как ее «использование», так и «символическую» функцию.
II. Причины для предположения о связи между металлическими изделиями и металлургией
Керамические тигли, которые были основой технологии выплавки олова в Анатолии раннего бронзового века, представляют собой открытые сосуды с толстыми стенками, способные выдерживать нагрев при очень высоких температурах. Хотя тигли по своей сути являются частью технологии металлов, они также относятся к керамическим изделиям просто потому, что они сделаны из глины, смешанной с водой и закалкой, как и другой керамический материал.
Некоторые тигли из Гёльтепе, кажется, сделаны из глины, смешанной с мякиной. Однако другие тигли сделаны из смеси глины, смешанной с мякиной, и глины, смешанной с кварцевым песком. Производители этих тиглей, очевидно, знали о преимуществах и недостатках использования различных типов отпусков. Кто изготовил тигель: гончары или кузнецы? Были ли они изготовлены вблизи мастерских по металлу или вблизи гончарных мастерских? Фактическое место изготовления тиглей еще предстоит определить.
В большинстве исследований древнего общества искусство обработки металлов и производство керамики анализировались как отдельные, не связанные друг с другом технологии. Эта дихотомия не сохраняется, когда мы рассматриваем керамические тигли, которые вписываются в дискуссии как о металлургии, так и о производстве керамики. Были ли технологии распространены среди этих ремесленников? Существуют этнографические параллели, указывающие на такое партнерство. «Не случайно, что на большей части западного Судана гончар является женой кузнеца, но неизвестно, восходит ли эта ассоциация к раннему периоду обработки металлов.
гончаров и кузнецов — естественно, поскольку и те, и другие должны знать почву и минералы, а также методы управления теплом (Herbert 1984:5).»
Анатолийская металлическая посуда представляет собой очень твердую, изготовленную вручную, закаленную кварцем ткань, обожженную при очень высоких температурах. Эта конкретная ткань выдерживала температуры, сравнимые с теми, которые достигаются в процессе выплавки олова, т.е. 1100°C. может быть положительная корреляция между развитием изделий с более высоким обжигом и высокими температурами обжига, используемыми кузнецами Разработка изделий с более высоким обжигом, безусловно, связана с эффективной обработкой металлов и вполне может иметь социальные последствия групповой организации (Мэтсон 19).56:361). Анализируя фазы стеклования керамики, я смогу определить диапазон температур обжига, которым подвергалась керамика.
Для изучения взаимосвязи между производством металлических изделий и металлургической промышленностью мне необходимо знать, использовались ли в этих двух отраслях схожие методы и наборы инструментов.
В Гельтепе уже было обнаружено много инструментов из шлифованного камня, используемых в металлообрабатывающей промышленности (Йенер и Вандивер, 1993). Поскольку гончарная мастерская еще не найдена, я могу только строить обоснованные предположения относительно инструментов и методов изготовления металлических изделий. В большинстве случаев и гончару, и кузнецу по металлу необходимо измельчить и размолоть материалы, чтобы превратить их в порошкообразный вид, а затем удалить примеси путем перетирания (жесть) или просеивания (глина). У меня нет оснований предполагать, что гончары не знали техники кузнецов по металлу, и наоборот, что кузнецы по металлу не знали техники гончаров. Учитывая, что они поделились знаниями об изготовлении тиглей, я осмеливаюсь предположить, что некоторые методы кузнечного дела использовались при производстве металлических изделий, обожженных твердым огнем. Более конкретный пример — лопатка и наковальня, используемые для отбивания или забивания молотком, техника, одинаково используемая как гончарами, так и кузнецами (Trachsler 19).
65:145). Это выбивание приводит к равномерной ширине стенок глиняных сосудов и в то же время может использоваться для выравнивания швов и поверхностей сосудов из металла. Использование форм — еще одна техника, которую часто используют как гончары, так и кузнецы. Мне интересно узнать, какие методы использовались при производстве металлических изделий и использовались ли те же самые методы древними кузнецами по металлу.
Анатолийские изделия из металла неслучайно находят в горах Тавр, области, богатой металлическими ресурсами: серебром, золотом, медью, оловом и железом. Кроме того, при изучении центральной области Тавра были обнаружены туннели и шахты, которые, судя по керамике и радиоуглеродным датировкам, относятся к раннему бронзовому веку. Инструменты для обработки руды, фрагменты тигля и шлак были найдены на различных участках по всему региону. Более того, оловянные рудники в Кестеле возле Гёлтепе явно свидетельствуют о том, что они разрабатывались в эпоху ранней бронзы (Yener et al.
19).91; Йенер и Вандивер, 1993).
Йенер и др. (1991) проанализировали образцы руды и шлака с древних горнодобывающих участков в районе Центрального Тавра на содержание стабильных изотопов свинца (Sayre et. al. 1992). Изотопные характеристики шлака соответствуют характеристикам руд из местных рудников, что указывает на то, что металлы, обнаруженные в шлаке, действительно происходят из Центрального Тавра. Затем авторы продолжили этот анализ с образцами металлических артефактов энеолита и раннего бронзового века из юго-западной Азии, чтобы увидеть, соответствуют ли соотношения изотопов любого из этих металлов рудам и шлакам из центрального Тавра. Они обнаружили более пятидесяти артефактов с соотношением изотопов, соответствующим одному из четырех известных рудных полей Тавра (Yener et al. 19).91). Эти металлические артефакты включали образцы из Тарсуса, Мерсина, Телль-эль-Джудайды, Хасек-Хойюка и Асемхойюка. Соотношение изотопов свинца в этих артефактах указывает на их происхождение в центральной части Тавра.
Поэтому небезосновательно предположить, что центральные горы Тавра снабжали Киликию и равнину Конии такими ценными металлами, как серебро, золото, медь, железо и олово. Анатолийские металлические изделия были найдены в Гельтепе, Тарсусе, Мерсине, Асемхёюке и на равнине Конья. Я хотел бы выяснить, совпадает ли характер распространения анатолийских металлических изделий с распределением ранних металлических артефактов. Есть ли положительная корреляция между распространением металлов из хребта Центрального Тавра и распространением анатолийских металлических изделий?
Другая, возможно, более очевидная связь между металлическими изделиями и ранней металлургией — это влияние металлических прототипов на металлические сосуды. Получали ли гончары некоторые формы своих керамических сосудов от существующих металлических сосудов? Напоминают ли некоторые из декоративных приемов, используемых при изготовлении изделий из металла, приемы обработки металла? Имеются ли на металлической посуде полусферические выпуклости или нарисованные точки, имитирующие заклепки, которые мы можем видеть на металлических сосудах? Есть ли на нем пунктирные линии, обозначающие швы или швы? Имеются ли у посуды окаймленные или угловатые профили, высокие ручки, носики или кольца-основания? Эмре (1966:142) предполагает, что техника шлифовки и полировки придает терракотовым сосудам медный блеск.
Возможно, металлическая посуда сохранила некоторые формальные характеристики металлических сосудов, такие как форма, блеск и декор, но просто была сделана из более дешевого материала. Шнайдер (1989: 48) предполагает, что развитие каменной посуды с твердым обжигом или сирийской металлической посуды связано с конкуренцией с металлом и что это было не только желание сделать более плотную и твердую керамику, но и имитировать металлический внешний вид. путем создания цветов от серого до красного, в результате чего горшки выглядят как использованные медные банки.
Были ли изготовлены металлические сосуды, имитирующие настоящие металлические сосуды? Желало ли население металлических сосудов, но им запрещали владеть ими из-за их дороговизны? Или металлические сосуды использовались как престижные товары и, таким образом, использовались только элитой? Очень часто люди довольствуются более дешевыми имитациями более дорогого продукта. Как отмечает Trachsler (1965:140), «имитация привлекательного, но по какой-то причине недостижимого прототипа в более доступном и, возможно, более дешевом материале представляет собой явление, представляющее значительный антропологический и социологический интерес».
Люди скорее довольствуются более дешевой имитацией хорошей вещи, чем обходятся без нее, и рынок готов поглощать продукт более низкого качества, если он соответствует определенным требованиям (Artzy 19).85:136).
III. Распределение анатолийских металлических изделий
Анатолийские металлические изделия, о которых идет речь, имеют определенные основные характеристики. Он изготовлен вручную, закален мелким кварцевым песком и обожжен при очень высокой температуре. Он твердый, тонкий, ломается по прямому излому и при ударе издает высокий звон. Его цвет варьируется от желтовато-коричневого до оранжевого и коричневого. Сосуды перед обжигом обычно полируют в оттенок, очень близкий к цвету самой глины, или промывают после обжига. Некоторые экземпляры слегка полированные. Наиболее распространенными формами металлической посуды являются кувшины с цилиндрическим горлышком, кувшины с воронкообразным горлышком и кувшины с поднимающимся носиком. Некоторые миски и чашки также сделаны из металлической посуды.
Металлическая посуда из Гёльтепе либо гладкая, либо окрашена пурпурно-красным или пурпурно-коричневым пигментом. Наиболее распространенные расписные рисунки представляют собой простые полосы по краю, ряд точек у основания шеи и волнистые вертикальные линии. Кувшин с цилиндрическим горлышком часто имеет две противоположные вертикальные ручки, расположенные между венчиком и плечом сосуда. Кувшин с поднимающимся носиком обычно имеет одну ручку, установленную между краем и основанием горлышка. На многих ручках четко нанесены отметки. Выступы часто находятся напротив больших ручек, прямо под краем носика, а иногда и на плече. Поскольку рукоятки в форме проушин крепятся как вертикально, так и горизонтально, Озтен (1989:408) объявляет их неработоспособными. Этот вывод остается открытым для дальнейшего исследования.
Металлические изделия из Анатолии похожи, но отличаются от металлических изделий, найденных в северной Сирии, Амуке, Палестине и Египте. Хотя все эти типы металлических изделий имеют общие черты использования закалки кварцевого песка, показывая прямой излом при разрушении, будучи тонким, хорошо измельченным и очень хорошо обожженным, они резко различаются по форме, технологиям производства и обработке поверхности.
В Анатолии наиболее распространенной формой металлической посуды является кувшин. В северной Сирии чаще встречаются кувшины и миски, в Амуке преобладает бутылка, в северной Палестине более привычны миски и тарелки, а в южной Палестине и Египте наиболее распространенной формой является кувшин для хранения. Обработка поверхности также отличается от региона к региону. В Анатолии кувшины обычно раскрашивают, тогда как бутылки из Амука часто полируют и полируют. В северной Сирии нет следов ни краски, ни нанесенной шпаклевки, а в Палестине и Египте кувшины для хранения вычесывают на стадии твердой кожи перед обжигом и обычно покрывают тонким слоем известкового гипса или моют после обжига.
Раскрашенные анатолийские металлические изделия были найдены в горах Тавр и вокруг них, в Киликии и на равнине Конья (Mellink 1993; Yener and Vandiver 1993; Özten 1989; Özguç 1986; Mellaart 1963; Goldman 1956; Mellaart 1954; Seton-Williams. 1954; Гарстанг 1953; Гарстанг и Голдман 1947). Распространение этого конкретного вида металлических изделий показывает, что анатолийские металлические изделия распространены в горах Тавр и соседних регионах, а в некоторых местах пересекаются с сирийскими металлическими изделиями.
В публикации Тарсуса (Goldman 1956: fig. 247) изображен ряд сосудов и черепков, удивительно похожих на металлические изделия из Мерсина и Гёльтепе: кувшин с цилиндрическим горлышком (рис. 247:191), кувшин с восходящий носик (рис. 247:188) и различные окрашенные черепки (рис. 247:190,192,195-200). Все эти изделия описаны Меллинком (в Goldman 1956) как «миниатюрные изделия из легкой глины», которые представляют собой тонкие, твердые, хорошо обожженные желтовато-желтые изделия, закаленные песком, что придает им ощущение песка. Посуда однородна в сечении, что означает, что она хорошо обработана. Этот особый вид металлической посуды отличается наличием маленьких проколотых и не проколотых выступов прямо под краем или носиком на банках и кувшинах. Формы включают кувшины с цилиндрическим горлышком, кувшины с поднимающимся носиком, кувшины с двумя ручками и миски. Некоторые части полируются, а затем окрашиваются пурпурно-красным пигментом. Раскрашенные узоры аналогичны тем, что можно найти на сосудах Гельтепе.
Меллинк (1992:215) позволяет предположить, что миниатюрные ушки из легкой глины представляют собой уникальный тип ручной расписной посуды, «подгруппу ручных «металлических» изделий равнин Конья и Аксарай-Нигде».
Два кувшина ручной работы с поднимающимися носиками были найдены в нестратифицированном контексте на дне траншеи X при раскопках Мерсина. 1 Края и ручки обоих кувшинов расписаны, и внешне они очень похожи на те, что были найдены в Гёльтепе. У каждого из них желтовато-коричневая сердцевина, накладка оранжевого цвета, и они слегка полированы. Окраска коричневато-черная. Гарстанг сравнивает форму этих сосудов с аналогичным кувшином из Тарса (Гарстанг и Гольдман 19).47, пл. XCII:4).
Меллаарт (Mellaart, 1954:189-196) описывает окрашенную тонкую металлическую посуду с равнины Конья как тонкую, изготовленную вручную, желтовато-коричневую или красную, зернистую, сильно обожженную и имеющую звон при ударе. Цвет снаружи варьируется от желтовато-коричневого до абрикосового, коричневого и голубовато-серого или пурпурно-черного при перегреве.
Сосуды расписаны густой темно-красной, коричневой, черной, фиолетовой и белой матовой краской. Полосы нарисованы вокруг края сосуда. У основания шеи нарисованы закорючки и ряды точек. Как и в Гельтепе, насечки встречаются только на ручках. Формы включают кувшины с цилиндрическим горлышком, а также кувшины с поднимающимся носиком и ручками.
Один возможный металлический кувшин для посуды был обнаружен на уровнях EB II в Кюльтепе. Этот кувшин был найден в каменной могиле на уровне 14. Это коричневый, ручной работы, приземистый кувшин с петлевой ручкой и носиком с проколотым выступом прямо под краем, противоположным ручке. Озгуч отмечает, что эта форма чужда этому региону и имеет ближайшую аналогию в Тарсусе в виде миниатюрных изделий из легкой глины. 2 Анатолийские металлические изделия также были признаны в Acemhöyük на уровне 10 глубокого зондирования (Özten 1989; Н. Озгуч 1983).
Металлические изделия были впервые обнаружены на стоянках раннего бронзового века в Анатолии Сетон-Уильямс во время исследования Киликии в 1951 году.
Позже к этому списку присоединился Джеймс Меллаарт (1963), участвовавший в первоначальном опросе. 3 Меллаарт добавил еще четыре памятника к первоначальному списку Сетон-Уильямса из 25, в общей сложности 29 памятников, в которых в комплексах раннего бронзового века содержались металлические изделия. Позже Меллаарт зафиксировал металлические изделия на 58 из 135 известных памятников раннего бронзового века, разбросанных по равнине Конья. Более позднее обследование Киликии было проведено в 19 г.91 группой из Билькентского университета под руководством доктора Илкнура Озгена и доктора Мари-Генриетты Гейтс. Их обзор добавил бы еще два сайта к списку, составленному Меллаартом и Сетон-Уильямсом, но их описания керамики не так полезны, в первую очередь из-за путаницы с идентификацией металлической посуды со стороны автора. 4
Металлические изделия, обнаруженные в северной Сирии во второй половине третьего тысячелетия, археологи, работающие в этом регионе, обычно называют «каменными изделиями» (Orthmann 1986).
Он назван так потому, что его форма похожа на современные металлические сосуды, а при ударе он издает металлический звон (Schneider 1989). Как и анатолийская металлическая посуда, она твердая, хорошо обожжена, сильно остеклована и имеет прямой излом при разрушении. Однако каменные изделия коренным образом отличаются от анатолийских металлических изделий, потому что они изготавливаются на колесе, а не вручную. Каменные изделия находят по всей северной Сирии в долинах Балих и Хабур в контекстах, датируемых серединой-концом третьего тысячелетия до нашей эры (Шварц 19).92). И палестинские, и анатолийские металлические изделия встречаются в более ранних контекстах. Палестинские металлические изделия датируются периодом с начала до середины третьего тысячелетия до нашей эры 5 , а в Гельтепе в Анатолии металлические изделия были найдены в запечатанных местах, чьи калиброванные радиоуглеродные даты гласят: 2875–2587 до н.э., 2865–2498 до н.э. и 2451–2050 до н.э. (Йенер и Вандивер, 1993).
Металлические изделия могут присутствовать в более ранних контекстах в Гельтепе, но это нельзя подтвердить, пока не будет опубликована стратиграфия этого места.
Металлические изделия, как считается, составляют менее одного процента отобранной массы черепка из Amuq H (Braidwood and Braidwood 1960:370-71). Несколько осколков этой конкретной разновидности металлической посуды описываются как изготовленные вручную, обожженные при очень высоких температурах, имеющие прочную хрупкую ткань с прямым изломом и звонким звуком при ударе. Окисленный цвет снаружи от оранжево-желтого до оранжево-коричневого, а ядро светло-серое. Сосуды тонко сошлифованы и полированы вертикальными штрихами. Глина закалена частицами кальцита из дробленой скорлупы, что вызывает скалывание на поверхности. Если это действительно металлическая посуда, то мы должны объяснить наличие карбоната кальция (кальцита) в посуде с высоким обжигом, когда кальцит обычно разлагается примерно при 870°С. 6 Все осколки металлической посуды фазы H представляют собой форму «сирийской бутылки», которая впервые появляется в фазе G в виде простой простой посуды, закаленной кварцем, простой посуды с оранжево-коричневым налетом и полировкой, окрашенной посуды и, возможно, хрупкого оранжевого цвета.
посуда. 7 Согласно Мэтсону (в Braidwood and Braidwood 1960:370), низкий процент осколков металлической посуды, их «грубость» и непривычный характер 8 предполагают, что, возможно, посуда была импортирована, хотя Роберт Брейдвуд считает, что сирийские бутылки местного производства (Брейдвуд и Брейдвуд 1960:516).
Одним из аспектов нашей анатолийской металлической посуды, которую нельзя упускать из виду, является важная маркировка на ручках. На сегодняшний день в комплексе Гёльтепе зарегистрировано более 30 различных следов рукояток или узоров надрезов. Рукояти с насечками были найдены в большом количестве не только в Гёлтепе, но и на равнине Конья. Было бы интересно узнать, принадлежат ли ручки с насечками только расписным кувшинам или же они принадлежат и обычным кувшинам. Эти различные знаки, очевидно, указывают на систему записи или знаки гончара. Если бы я мог определить, что содержалось в сосудах, я бы, конечно, лучше понял сеть распределения.
IV.
Методы анализа
Я намерен провести ряд анализов керамической посуды, тиглей, образцов глины и пигмента. Сначала я хотел бы определить химический и минеральный состав металлических изделий из Гёлтепе. С помощью этих анализов я намереваюсь отличить металлическую посуду от других предполагаемых местных изделий. Я также хотел бы сравнить химический и минеральный состав металлических изделий с местными образцами глины, а также тканью тигля. Я не только заинтересован в поиске металлической посуды, я также хотел бы найти тип пигмента, используемого на окрашенных сосудах. Оценка температуры обжига металлических изделий также имеет большое значение. Благоприятное сравнение с высокими температурами, достигаемыми в процессе плавки олова, может свидетельствовать об общей пиротехнологии.
Композиционный анализ или химическая характеристика керамики позволяет определить химические элементы пасты или ткани керамического сосуда. В качестве метода определения химического состава или «отпечатка пальца» пасты я выбрал инструментальный нейтронно-активационный анализ (ИНАА).
9 Этот метод обычно используется в исследованиях происхождения для определения происхождения глины и того, какие изделия изготовлены из аналогичных источников глины. Сравнивая результаты тестов INAA, я мог бы определить, были ли наши металлические изделия местного производства. То есть, если «отпечатки пальцев» наших металлических изделий совпадают с отпечатками одного из наших источников глины, у меня могут быть основания предполагать, что изделия действительно были произведены в горах Тавра. В конечном итоге я хотел бы сравнить наши результаты с металлическими изделиями, найденными на равнине Конья и в Киликии. Химический анализ позволяет делать выводы о торговле, но не может, однако, идентифицировать темперамент, который имеет большее технологическое, пространственное и этническое значение (de Atley 19).91:215). Это должно быть достигнуто методами минералогического анализа.
Самым простым и наименее затратным методом минералогической характеристики керамики является петрографический анализ, основанный на том принципе, что оптические характеристики минералов видны под микроскопом.
Два наиболее распространенных метода петрографического анализа используют поляризационный микроскоп и сканирующий электронный микроскоп (СЭМ) для анализа тонких срезов керамического материала. Петрографический анализ фокусируется не только на крупных кристаллических компонентах керамической пасты, таких как темпер, но также позволяет идентифицировать шликеры и пигменты. Обученный техник может идентифицировать различные виды минералов, процентное содержание различных включений; форма зерна, тип, размер и ориентация минералов, а также их структура, их взаимосвязь и наличие пустот в пасте. Кроме того, петрографический анализ позволяет изучить микроструктуру ткани, а также определить минеральные фазы или стадии стеклования, что является показателем температуры обжига. Используя СЭМ, исследователи изучили изменения микроструктуры керамики в зависимости от изменений температуры обжига и атмосферы. 10
Пурпурный цвет — очевидный ключ к составу краски на основе оксида железа, хотя я хотел бы изучить его, чтобы быть уверенным.
Если минеральным источником краски действительно является оксид железа, то мне нужно исследовать источники оксида железа в окрестностях Гёльтепе. Связаны ли эти источники каким-либо образом с минеральными рудами, используемыми в процессе выплавки олова? Было бы интересно посмотреть, используется ли этот источник красителя также на расписных металлических изделиях из равнины Конья и Киликии. Изучение распределения источников железной руды может сузить наш источник пигмента 11 в район Нигде в горах Тавр, или я мог бы обнаружить, что это сырье было легко доступно на равнине Конья, а также в Киликии.
Один аналитический метод не может предоставить все данные, необходимые для ответа на наши вопросы. Однако выбор инструментального нейтронно-активационного анализа в качестве дополнения к петрографическому анализу полностью соответствует нашим потребностям. При композиционном анализе пробы берут из тела черепка, при петрографическом анализе пробы берут с поверхности черепка или из разбитой трещины.
В то время как петрографический анализ подходит для анализа шликера, пигмента и темперамента, ИНАА больше подходит для изучения химического состава ткани. Что важно в нашем анализе состава, так это возможность сравнить наши результаты с огромным количеством данных, уже хранящихся в Смитсоновской и Брукхейвенской национальных лабораториях. Для этого мне нужны как качественные, так и количественные результаты.
Завершающим аспектом этого проекта является анализ керамики глиняных тиглей из Гёльтепе. В то время как некоторые из тиглей, по-видимому, полностью состоят из глины, закаленной мякиной, другие имеют внутренний слой, закаленный кварцевым песком, и внешний слой, закаленный волокном. В процессе выплавки олова внутрь сосуда помещали оловянную руду, флюс и древесный уголь, которые при нагреве до высоких температур (950—1000°С) приводили к почернению, уменьшению поверхности. Нижние части тиглей устанавливали в землю и подвергали обжигу при низкой температуре (700-800°С), что давало окисленную красновато-оранжевую поверхность.
Внутренняя часть тигля твердая, а внешняя мягкая и рыхлая. Следует отметить, что тигли не были предварительно обожжены как керамические, а были впервые обожжены с загрузкой оловянной руды на месте (Йенер и Вандивер 19).93:228).
По словам Тома Чаддердона (nd), тигли имеют большое количество как кварца, так и мякины, и их внутренности могли быть скользкими перед обжигом. Если я действительно узнаю, что это глиняный шликер, то я хотел бы знать, является ли это тем же типом глины, который используется в «металлических изделиях» или любых других изделиях, найденных в Гельтепе. Я также хотел бы определить источник глины двух типов закаленного материала, обнаруженного в матрице тиглей. Были ли тигли изготовлены из одного и того же источника глины с двумя разными процессами закалки или они были изготовлены из двух разных источников глины с двумя разными типами закалки? Возможно, мне удастся выявить такое разделение с помощью петрографического анализа. 12
В моем распоряжении есть фрагменты как минимум 33 различных тиглей, из которых я могу взять образцы для INAA.
Для петрографического анализа у меня есть доступ к 24 полированным поперечным сечениям из 15 различных тиглей. 13 У меня есть 38 подготовленных образцов керамики для INAA, которые представляют четыре разные группы посуды, хотя для статистически достоверных результатов мне нужно будет проанализировать больше. Для сравнительного анализа мне нужно не менее десяти образцов каждого вида посуды. Я планирую получить больше образцов керамики из коллекции Гельтепе в музее Нигде. Я сравню химический и минералогический состав нашей металлической посуды с тиглями и с уже взятыми с полигона 23 образцами геологических отложений. Эти образцы, однако, были взяты из места проживания/мастерской на холме, и, поскольку вполне вероятно, что гончары также использовали близлежащие аллювиальные и делювиальные почвы, я попытаюсь получить образцы и из этих глиняных пластов. Образцы будут взяты из открытых разрезов и подпочвенных слоев, чтобы обеспечить представительный диапазон геологических исходных материалов.
Со временем я хотел бы создать региональную базу данных анализов металлических изделий не только из Анатолии, но и из Сирии и Палестины. 14
V. Резюме
Предварительные исследования археологических материалов Анатолии раннего бронзового века показывают, что производство металлических изделий и обработка металлов тесно связаны. Вполне вероятно, что обе эти отрасли промышленности использовали общее сырье, инструменты, методы и пиротехнологии. Более того, они, возможно, происходят из одной и той же области и участвуют в одной и той же сети распределения. Анализ металлических изделий даст нам информацию не только о древних керамических технологиях, но и о других культурных системах. Делая упор на технологию, я надеюсь различить элементы этих социальных, экономических, идеологических и религиозных систем. Металлические изделия — это материальный продукт поведения, обусловленного этими культурными системами. Таким образом, я ожидаю, что изучение металлической посуды откроет новое понимание культуры южно-центральной Анатолии в эпоху ранней бронзы.
Ссылки
Арци, М.
- 1985 Товары и торговцы: на кораблях и судоходстве в Леванте позднего бронзового века. В актах Второго международного конгресса киприотоведов, Никосия, 20-25 апреля 1982 г. , изд.Th. Пападопулос и С.А. Хаджистиллис, 135–140, том A/2 Никосия: Общество кипрских исследований.
Бинфорд, Л.Р.
- 1962 Археология как антропология. Американская античность 28(2):217-225.
Брейдвуд, Р.Дж. и Л.С. Брейдвуд
- 1960 Раскопки на равнине Антиохии I: более ранние сборки Фазы A-J . Чикаго: University of Chicago Press (OIP 61).
Чаддердон, Т.
- н.д. Ткань и характеристики повторного обжига фрагментов керамического тигля .
Неопубликованная рукопись.
де Атли, С.П.
- 1991 Гончарное ремесло или инструмент аналитика? Век исследований керамических технологий на юго-западе Америки. В Керамическое наследие Анны О. Шепард , изд. Р. Л. Бишоп и Ф. В. Ланге, 205–223. Нивот, Ко: Университетское издательство Колорадо.
Эмре, К.
- 1966 Керамика из Асемхёюка. Анатолика X:99-143.
Эпштейн С.М.
- 1992 Физические и культурные ограничения инноваций в поздней доисторической металлургии Серро Уаринги, Перу. В Материалы Вопросы искусства и археологии III, изд. П.Б. Вандивер, Дж. Р. Друзик, Г. С. Уилер и И. К. Фристоун, 747-756. Питтсбург: Общество исследования материалов.
- 1993 Культурный выбор и технологические последствия: ограничение инноваций в позднедоисторической медеплавильной промышленности Серро-Уаринги, Перу .
Кандидат наук. диссертация по антропологии, Пенсильванский университет.
Гарстанг, Дж.
- 1953 Доисторический Мерсин: Юмюк-Тепе на юге Турции, Экспедиция Нейлсона в Киликии . Оксфорд: Кларендон Пресс.
Гарстанг, Дж. и Х. Гольдман
- 1947 Конспект ранней киликийской керамики. АЯ 51:370-388.
Гольдман, Х.
- 1956 Раскопки в Гёзлю Куле, Тарсус: Том II — От неолита до бронзового века . Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета.
Герберт, Э.
- 1984 Красное золото Африки: медь в доколониальной истории и культуре . Мэдисон: Издательство Висконсинского университета.
Кайзер, Т., У.
М. Франклин и В. Витали
- 1986 Пиротехнология и керамика в позднем неолите на Балканах. В Трудах 24-го Международного симпозиума по археометрии , изд. Дж. С. Олин и М. Дж. Блэкман, 85–94. Вашингтон, округ Колумбия: Smithsonian Institution Press.
Мэтсон, Ф.Р.
- 1956 Техника ранних бронзовых гончаров в Тарсе. Приложение от Хетти Голдман, 908:12 Раскопки в Гёзлю Куле, Тарсус: Том II — От неолита до бронзового века , 352-361. Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета.
Меллаарт, Дж.
- 1954 Доклассические останки на юге Турции. Анатолийские исследования IV:175-239
- 1962 Анатолия гр. 4000-2300 гг. до н.э. В The Cambridge Ancient History , rev. изд., 7-53, вып. I. Кембридж: Издательство Кембриджского университета.
- 1963 Ранние культуры Южно-Анатолийского плато, II.
Анатолийские исследования XIII: 199-236. - 1965 Анатолийская керамика как основа культурного синтеза. В Керамика и человек , изд. Ф.Р. Мэтсон, 218–239. Публикации Фонда викингов по антропологии № 41. Нью-Йорк: Фонд антропологических исследований Веннера-Грена, Inc.
.
Меллинк, М.
- 1992 Анатолийская хронология. В Хронологии в археологии Старого Света , 3-е изд., изд. Р. В. Эрих, 207–220, том. Я; 171-184, том. II. Чикаго: Издательство Чикагского университета.
- 1993 Южное побережье Анатолии в раннем бронзовом веке: взгляд Киликии. В Между реками и над горами: Alba Palmieri Dedicata , изд. М. Франжипан, Х. Гауптманн, М. Ливерани, П. Маттиа и М. Меллинк, 495–508. Рим: Римский университет.
Ортманн, В.
- 1986 Происхождение Телль Чуэра. В г. «Происхождение городов в земледельческой Сирии и Месопотамии в третьем тысячелетии до н.
э.» , изд. Харви Вайс, 61-70. Гилфорд, Коннектикут: Four Quarters Publishing Co.
Озгюч, Н.
- 1983 1982 Ацемхойюк Казилари. В. Кази сонуклари Топлантиси : 109-110.
Озгюч, Т.
- 1986 г. Новые наблюдения за отношениями Кюльтепе с Юго-Восточной Анатолией и Северной Сирией в третьем тысячелетии до нашей эры. В г. Древняя Анатолия: аспекты изменений и культурного развития: очерки в честь Махтельда Дж. Меллинк , изд. Дж. В. Кэнби, Э. Порада, Б.С. Риджуэй и Т. Стеч, 31–47. Мэдисон: Издательство Висконсинского университета.
Озтен, A
- 1989 Группа керамики раннего бронзового века из Коньи и региона Нигде. В г. Анатолия и древний Ближний Восток: исследования в честь Тахсина Озгюча г. , изд. К. Эмре, Б. Хруда, М. Меллинк и Н. Озгюч, 407–418.
Анкара: Тахсин Озгюче Армаган.
Perlès, C.
- 1986 Interprétation Comparée du Material Lithique et Céramique sur un Site Néolithique (d’après l’example de Franchthi), Греция. В A propos des Interprétations Archéologiques de la Poterie: Вопросы Ouvertes . Эд. М.-Т. Баррелет и Ж.-К. Гардин, 95-105. Париж: Editions Recherche sur le Civilizations.
Пфаффенбергер, Б.
- 1988 Фетишизированные объекты и гуманизированная природа: К антропологии технологии . Человек (NS) 23:236-252. 1992 Социальная антропология технологий. Ежегодный обзор антропологии 211:491-56.
Райс, П.М.
- 1987 Анализ керамики: справочник . Чикаго: Издательство Чикагского университета.
- 1991 Специализация, стандартизация и разнообразие. В Керамическое наследие Анны О.
Шепард, изд. Р. Л. Бишоп и Ф. В. Ланге, 257–279. Нивот, Ко: Университетское издательство Колорадо.
Сейр, Э.В., К.А. Йенер, Э.К. Джоэл и И.Л. Barnes
- 1992 Статистическая оценка накопленных в настоящее время данных по изотопам свинца из Анатолии и прилегающих регионов. Археометрия 34(1):73-105.
Schneider, G.
- 1989 Технологическое исследование каменных изделий Северной Месопотамии. Мировая археология 21(1):30-50.
Шварц Г.
- 1992 Сирия, ок. 10000-2000 гг. до н.э.. В Хронологии в археологии Старого Света , 3-е изд., изд. Р. В. Эрих, 221–243, том. Я; 185-202, том. II. Чикаго: Издательство Чикагского университета.
Сетон-Уильямс, М.В.
- 1954 Киликийский обзор.
Анатолийские исследования IV:121-174.
Sinopoli, C.
- 1991 Подходы к археологической керамике . Нью-Йорк: Пленум Пресс.
Стедман, С.
- 1994 г. Доисторические места на Киликийской прибрежной равнине: керамика эпохи энеолита и раннего бронзового века из исследования Билкентского университета 1991 года. Анатолийские исследования XLIV:85-103.
Trachsler, W.
- 1965 Влияние металлообработки на доисторическую керамику: некоторые наблюдения за керамикой железного века в альпийском регионе. В Керамика и человек , изд. Ф.Р. Мэтсон, 140-151. Публикации Фонда викингов по антропологии № 41. Нью-Йорк: Фонд антропологических исследований Веннера-Грена, Inc.
.
Тайлекот, РФ
- 1982 Металлургические тигли и тигельные шлаки.
В Археологическая Керамика , изд. Дж. С. Олин и А.Д. Франклин, 231–243. Вашингтон, округ Колумбия: Smithsonian Institution Press.
Йенер К.А. и П. Б. Вандивер
- 1993 Обработка олова в Гёльтепе, месте раннего бронзового века в Анатолии. АЯ 97:207-238.
Енер К.А., Е.В. Сейр, Э.К. Джоэл, Х. Озбал, И.Л. Барнс и Р. Х. Брилл
- 1991 Исследования стабильных изотопов свинца рудных источников Центрального Тавра и связанных с ними артефактов из восточно-средиземноморских местонахождений энеолита и бронзового века. Журнал археологических наук 18: 541-577.
Notes
*В соответствии с правилами кафедры ближневосточных языков и цивилизаций Чикагского университета данное диссертационное предложение было одобрено диссертационным советом и успешно защищено на публичных слушаниях.
Члены комитета:
- Аслихан Йенер (председатель)
- Макгуайр Гибсон
- Тони Уилкинсон
Этот документ был впервые опубликован в Интернете 4 марта 1997 г. с любезного разрешения Исследовательского архива Института Востока. Единственными изменениями по сравнению с версией, одобренной факультетом ближневосточных языков и цивилизаций, являются небольшие изменения, связанные с кодировкой HTML, и исправление мелких типографских ошибок. Кодирование HTML было выполнено Чарльзом Э. Джонсом. [Вернуться к тексту]
1 Garstang 1953: рис. 122. [Вернуться к тексту]
2 Т. Озгюч, 1986, с. 38, рис. 3:21, примечание 35. [Вернуться к тексту]
3 Меллаарт заметил, что в первоначальном обзоре Сетон-Уильямс ошибочно назвал металлическую посуду «посудой с базовым кольцом», посудой, родом из Кипра позднего бронзового века. После повторного расследования Меллаарт пришел к выводу, что эта посуда была не кипрской, а скорее анатолийской металлической посудой раннего бронзового века.
[Вернуться к тексту]
4 Керамика из исследования Билкента 1991 г. была опубликована С. Стедманом (1994). Ее описания металлической посуды очень запутаны. Ее металлические изделия изготавливаются на колесиках и часто обрабатываются черной краской с добавлением частиц слюды. Вся металлическая посуда, обсуждаемая в этой статье, сделана вручную, без следов такой стирки. Кроме того, Стедман сочетает хрупкую оранжевую посуду Amuq H-I с металлической посудой с равнины Конья. Это совершенно определенно два отдельных изделия, изготовленных в двух разных регионах и хронологически разделенных сотнями лет, металлические изделия из Конья появились намного раньше, чем хрупкие оранжевые изделия из Амука. [Вернуться к тексту]
5 Ж. Перро описывает тигли из энеолитического городища Абу-Матар в долине Беэр-Шевы как сделанные из серой металлической посуды, но анализ керамики этих находок еще не опубликован. См. Ж. Перро, «Раскопки в Телль-Абу-Матар, недалеко от Беэр-Шевы».
Журнал исследований Израиля 5 (1955): 17-40. [Вернуться к тексту]
6 Температура разложения кальцита еще не согласована Она может быть от 650°C до 900°С. См. П. Р. Райс, Анализ керамики: Справочник . (Chicago: University of Chicago Press, 1987), 98. [Вернуться к тексту]
7 См. Braidwood and Braidwood 1960 p. 371, сноска 17 относительно формы «Сирийская бутылка» в фазе G; инжир. 207:9; инжир. 217:3-5 и, возможно, рис.233:9. [Вернуться к тексту]
8 Согласно Braidwood and Braidwood 1960, раздробленная закалка ракушек присутствует в амуке на фазе B в Курду в блестящей краснопленочной посуде (стр. 82), очень редко в гладких простых изделиях. изделия фазы F в Телль-Джудейде (стр. 230) и небольшой процент красно-черной полированной посуды Амук Н в Телль-Джудейде (стр. 360). [Вернуться к тексту]
9 Этот анализ керамики будет проводиться в сотрудничестве с ATAM (Программа по древним технологиям и археологическим материалам) в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн.
[Вернуться к тексту]
10 См. T. Kaiser, U.M. Франклин и В. Витали, «Пиротехнология и керамика в позднем неолите Балкан», , Труды 24-го Международного симпозиума по археометрии , изд. Дж. С. Олин и М. Дж. Блэкман (Вашингтон, округ Колумбия: Smithsonian Institution Press, 19).86), 85-94. [Вернуться к тексту]
11 Райс (1987:148) отличает краску от пигмента следующим образом: «Пигмент является всеобъемлющим термином для красящего материала, в то время как краска относится к действию нанесения пигмента, а не к конкретному виду пигмента. материала». [Вернуться к тексту]
12 Некоторые тигли уже были проанализированы с помощью волнодисперсионного микрозонда, рентгеновской дифракции и неразрушающей рентгеновской флуоресценции. См. Аслихан Йенер и Памелу Вандивер в AJA 97(2), (апрель 1993 г.): 207-238. [Вернуться к тексту]
13 Фрагменты тиглей уже были проанализированы методами неразрушающего рентгенофлуоресцентного анализа, СЭМ, энергодисперсионного рентгеновского анализа и волнодисперсионного микрозонда.
Эти результаты опубликованы Аслихан Йенер и Памелой Вандивер в AJA 97(2), (апрель 1993 г.): 207-238. [Вернуться к тексту]
14 Эссе и Хопке провели анализ 58 образцов металлических изделий из Сирии и Палестины. К сожалению, их результаты не являются статистически достоверными. Из-за неточностей в их измерениях данные нельзя сравнивать с другими данными, хранящимися в Аналитической лаборатории консервации Смитсоновского института. См. Д. Эссе и П.К. Хопке, «Левантинская торговля в раннем бронзовом веке», Материалы 24-го Международного симпозиума по археометрии , изд. Дж. С. Олин и М. Дж. Блэкман (Вашингтон, округ Колумбия: Smithsonian Institution Press, 1986), 327–339. [Вернуться к тексту]
ЭЛИЗАБЕТ С. ФРИДМАН ©1998
Департамент ближневосточных языков и цивилизаций
Исследование древних «бронз» || Артистизм в бронзе
Абстрактный
Определение состава «бронзовых» предметов, многие из которых
не бронза на самом деле — это основа для изучения технологии и
намерения производителя и наличие олова и других сплавов,
и для предоставления точной описательной информации для музейных экспозиций.
Существует множество методов элементного анализа, но большинство из них требуют
удаление образца, что все чаще не допускается для
предметы музейного качества. Применение портативного рентгенофлуоресцентного
спектрометр (pXRF) избегает этого, но, к сожалению, дает только результаты
на ближней поверхности. Показания могут быть неточными из-за неоднородности
вызванные процессом охлаждения, деградацией/выветриванием и очисткой или
другая консервационная обработка.
В этом исследовании Bruker pXRF использовался для анализа сотен
предметы на основе меди из разных стран и многих музеев, а
преимущества и ограничения этого метода обсуждаются в соответствии с
с решением вопросов исследования. К ним относятся (1)
начальный технологический переход от меди к мышьяковой меди и олову
сплавы бронзы, а позже и латуни; (2) наличие вторичного
металлы; и (3) анализы в американских музеях для оценки подлинности и
предоставить точную описательную информацию для витрин.
Рентгенофлуоресцентный
Рентгеновская флуоресценция (XRF) является одним из многих аналитических методов, используемых для определения состава металлических объектов на основе меди.
Однако при неразрушающем использовании необходимо соблюдать осторожность, чтобы понять принципы этого метода и, следовательно, значение результатов. XRF-анализ включает в себя первичное рентгеновское излучение, попадающее на образец и создающее электронные вакансии во внутренней оболочке атомов; эти вакансии затем заполняются электронами с более низкой энергией из внешней оболочки, производя вторичное рентгеновское излучение. Детектор в приборе XRF измеряет энергию этих вторичных рентгеновских лучей, которые могут быть идентифицированы как исходящие от конкретных элементов, и интенсивность пиков, которая пропорциональна количеству каждого элемента. 1 Глубина проникновения первичных рентгеновских лучей и противоположное направление для вторичных рентгеновских лучей, достигающих детектора, ограничены миллиметрами или меньше, так что изменение поверхности металлического объекта может количественно не отражать первоначальный состав. Многие бронзовые предметы могут включать в себя не только медь и олово среди многих элементов, которые могут быть идентифицированы (рис.
36.1).
Рисунок 36.1. Энергетические пики рентгеновского излучения «бронзового» артефакта викингов из Норвегии
Разность энергий между конкретными атомными оболочками различается между элементами, так что вторичные рентгеновские лучи имеют характерные энергии перехода. Самая сильная интенсивность рентгеновского излучения возникает в результате того, что электрон L-оболочки заменяет вакансию K-оболочки и называется K α , в то время как электрон M-оболочки заменяет вакансию K-оболочки и называется K β . Замена вакансий L-оболочки электронами M-оболочки называется L α . Существуют также энергетические различия между орбиталями внутри каждой оболочки, поэтому рентгеновские спектры включают отдельные K α1 и K α2 линий. L-линий больше, чем K-линий для металлических элементов, и существуют существенные энергетические различия между L α1 , L α2 , L β1 , L β2 и L γ .
Элементный анализ объектов на основе меди требует, чтобы интенсивность первичного рентгеновского излучения была достаточно высокой для получения достаточного количества вторичного рентгеновского излучения для интересующих элементов, которые для древних металлов включают медь (Cu), мышьяк (As), олово (Sn), цинк (Zn), свинец (Pb), железо (Fe), серебро (Ag), сурьма (Sb), золото (Au) и ртуть (Hg). Для количественной оценки аналитических результатов можно использовать фильтры для уменьшения фонового сигнала и увеличения пределов обнаружения и точности. Для всех XRF-спектрометров уровень энергии и интенсивность измеряются детектором, а полученные необработанные данные затем могут быть откалиброваны с использованием стандартов и соответствующего программного обеспечения. Стандарты также должны быть изготовлены из материала на основе меди, так как способность вторичного рентгеновского излучения достигать детектора зависит от состава матрицы. Стандарты с диапазоном значений для других элементов (например, медь с 0, 5, 10, 20 и 30% олова; то же самое для свинца и других) также необходимы для получения наиболее точных результатов.
При сравнении различных аналитических инструментов, измеряющих вторичное рентгеновское излучение, существуют различия в размере образца, который можно разместить, и фактической анализируемой площади. Сканирующие электронные микроскопы и электронные микрозонды хорошо известны для проведения микроанализа, но в большинстве случаев только на небольших объектах, которые поместятся внутри камеры для образца. Полноразмерные и настольные XRF-приборы анализируют большую площадь, но также имеют ограничения по размеру, в то время как портативные XRF-спектрометры не имеют ограничений по максимальному размеру, поскольку их просто держат рядом с объектом. Хотя пределы обнаружения pXRF могут быть на порядок меньше, чем для обычных XRF-спектрометров, это не влияет на результаты для основных и второстепенных элементов в металлических сплавах на основе меди.
Ограничения неразрушающего анализа
Одним из важных вопросов, который следует учитывать, является проведение неразрушающего анализа поверхности потенциально гетерогенных образцов.
Металлы на основе меди покрываются патиной и со временем могут серьезно деградировать на поверхности, в то время как консервация часто включает обработку на основе металла, что влияет на состав поверхности объекта. Когда нет возможности взять чистый образец для элементного анализа, анализ нескольких пятен может быстро выявить существенную изменчивость состава, не характерную для исходного отлитого объекта. Кроме того, отношения интенсивностей K/L для таких элементов, как олово и медь, имеют фиксированные значения, но они заметно изменяются в результате коррозии, и пятна с неправильными значениями могут быть исключены. В идеале в таких обстоятельствах может быть допустимо очистить хотя бы небольшой участок для повторного анализа. Такая очистка необходима для артефактов, о которых известно, что они были обработаны химикатами для консервации, содержащими цинк или другие металлические элементы.
Использование портативного рентгенофлуоресцентного спектрометра (pXRF)
Со временем было разработано множество портативных XRF-спектрометров, 2 , а только за последнее десятилетие несколько крупных компаний продали коммерческие модели.
В дополнение к ограничениям неразрушающего XRF на потенциально гетерогенных материалах, использование портативных XRF-спектрометров для археологических приложений подняло некоторые вопросы относительно надежности и сопоставимости различных инструментов. Однако в последние годы было признано, что спектрометры pXRF так же стабильны и точны, как и обычные модели, а разработка калибровки для различных материалов позволяет проводить прямое сравнение с анализами, проведенными другими аналитическими методами. 3 На данный момент использование pXRF на археологических металлических материалах стало широко распространенным, и его постоянные пользователи лучше понимают как его возможности, так и ограничения. 4
В проектах, обсуждаемых в данном документе, использовались две разные модели pXRF, начиная с Bruker III-V+ в 2007 г. и Bruker III-SD в 2012 г. 5 Различия заключаются в том, что модель III-SD использует кремниевый дрейфовый детектор, который более чувствителен и имеет лучшее разрешение, чем Si-PIN-детектор модели III-V+.
Это приводит к меньшему времени анализа, необходимому для каждого образца, и к лучшей идентификации элементов с помощью программного обеспечения для калибровки. Для обоих размер луча составляет 5 на 7 миллиметров, так что анализируется значительная горизонтальная область. Для анализа металлов на основе меди для повышения точности показаний использовался фильтр, изготовленный из 12 мл Al и 1 мл Ti, а для обеспечения точности измерений использовались настройки 40 кВ, 1,5 или 4 мкА и 30–60 секунд. полный диапазон пиков металлических элементов с достаточной чувствительностью для последовательно точных измерений. Многократное экспериментальное тестирование одного и того же места показывало, что различия в концентрациях элементов (разброс, точность) между анализами составляют лишь часть фактического разброса в объекте. 6
Анализ сплавов на основе меди
Основной целью элементного анализа изделий из металлов на основе меди является определение количества элементов, преднамеренно включенных в сплав.
Результаты, полученные при сборке изделий на основе меди, могут быть использованы для оценки изменений в технологии производства, доступа к олову и другим металлам, последовательности в легировании различных материалов (например, инструментов, оружия, ювелирных изделий) и методов переработки. Многие такие артефакты, будь то инструменты, оружие или украшения, имеют большую художественную и/или археологическую ценность и выставлены в музеях. Даже для небольшого количества объектов анализ обеспечивает правильную идентификацию и описание как музейных экспонатов, так и публикаций.
Одним из примеров является небольшая бронзовая голова (инв. 1984.6) из коллекции Университета Эмори, неразрушающий анализ которой был проведен на трех разных участках (рис. 36.2). Все показывают, что медь на сегодняшний день является основным металлом, в то время как количество олова, свинца и серебра значительно различается. В макушке волос гораздо больше свинца (~ 14%) и олова (~ 11%), чем в области губ, где содержится всего около 1% свинца и 3% олова; ни серебра.
Однако в области глаз содержится около 2–3% серебра (и около 4% свинца и 7% олова). Ниже представлены еще несколько примеров неразрушающего исследования элементного состава с помощью портативного РФА.
Рисунок 36.2. Портативный рентгенофлуоресцентный анализ небольшой «бронзовой» головы в Университете Эмори
Рисунок 36.3. «Бронзовые» предметы в музее Паоло Орси, Сиракузы, Сицилия
Бронзовый век Сицилия
Артефакты на основе меди нечасто находили на стоянках медно-бронзового века на Сицилии, будь то инструменты, оружие или украшения, и их фактический состав практически не изучался. Было получено разрешение на проведение неразрушающего РФА-анализа большой коллекции музея Паоло Орси в Сиракузах и других на Сицилии. Две чаши с городища Калдаре (инв. 1629 г.).0, 16291) были протестированы в нескольких точках на внутренней, внешней и отдельно прикрепленных ручках (рис.
36.3). Тяжелой патины избежать не удалось, и показания олова на каждом колебались от 0,7 до 5,7% и от 1,8 до 9,6%. В одной из ручек было заметно больше свинца (3,0%) и мышьяка (0,9%), что свидетельствует об отдельном начальном производственном процессе, возможно, с использованием меди из другого источника. Для кинжала (Caldare inv. 16292) содержание олова колеблется от 1,0 до 7,9% в шести протестированных точках, включая заклепку у основания. В одном пятне было измеримое количество цинка (1,6%), что указывает на использование консерванта. Эти примеры иллюстрируют ограничения проведения анализа поверхности бронзы с сильным патинированием и/или консервационной обработкой. Тем не менее, предварительные результаты по более чем ста проанализированным артефактам показывают большие различия в количестве олова, использованного в исходных сплавах, что может быть объяснено неравномерным наличием олова в месте, столь удаленном от какого-либо источника, и/или отсутствием крупномасштабные производственные центры и стандартизированные методы легирования.
Эпоха викингов Норвегия
В эпоху викингов широко использовались как бронза, так и латунь. Неразрушающий анализ с использованием pXRF был проведен в музее Ставангера, Норвегия, для проверки любых закономерностей и предоставления информации для музейного каталога и экспозиции. Среди почти тридцати протестированных предметов на медной основе копия крестообразной фибулы выделяется как типичная бронза с преднамеренным добавлением только олова (9,4%) (рис. 36.4). Все остальные протестированные предметы были из латуни с содержанием цинка от нескольких процентов до более чем двадцати, и более половины из них также содержали олово и/или свинец (таблица 36.1). Диапазон процентного содержания каждого из этих трех элементов также поддерживает вероятность вторичной переработки, а не первичного производства латунных предметов.
Рисунок 36.4. Крестообразная брошь эпохи викингов, Музей Ставангера, Норвегия. Анализ внутреннего края с помощью pXRF
| Sample | Cu | Zn | As | Pb | Sn | Fe | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Cruciform brooch | 89. 9 | 0.1 | 0.0 | 0.5 | 9.4 | 0.0 | |||||
| S411 | 73.6 | 24.3 | 0.2 | 0.9 | 0.5 | 0.0 | |||||
| S826-1 | 88.1 | 9.1 | 0.1 | 0.9 | 1.2 | 0.1 | |||||
| S826-2 | 80.0 | 16.8 | 0.1 | 0.9 | 1.6 | 0.1 | |||||
| S828 | 80.7 | 6.1 | 0.1 | 1.9 | 9.5 | 0.1 | |||||
| S1009 | 86.0 | 11.7 | 0.1 | 0.7 | 0.6 | 0.2 | |||||
| S1558 | 80.7 | 16.5 | 0.2 | 1.4 | 0.6 | 0.1 | |||||
| S1882 | 85. 6 | 8.2 | 0.0 | 4.3 | 1.2 | 0.2 | |||||
| S1889 | 88.2 | 9.8 | 0.1 | 0.7 | 0.5 | 0.1 | |||||
| S2095 | 65.6 | 2.8 | 0.0 | 10.0 | 17.4 | 2.6 | |||||
| S2272 | 85.9 | 8,7 | 0,4 | 1,3 | 2,6 | 0,5 | |||||
| S2351 | |||||||||||
| S2351 | |||||||||||
| S2351 | |||||||||||
| 0.1 | 0.4 | 2.0 | 0.0 | ||||||||
| S2552 | 81.4 | 10.4 | 0.5 | 4.3 | 2.7 | 0. 3 | |||||
| S2820 | 81.9 | 16.4 | 0.0 | 0.5 | 0.5 | 0.1 | |||||
| S2852 | 85.1 | 11.8 | 0.0 | 0.6 | 1.8 | 0.1 | |||||
| S3162-a | 92.1 | 4.9 | 0.2 | 1.4 | 0.7 | 0.1 | |||||
| S3162-b/c | 88.3 | 9.1 | 0.1 | 1.1 | 0.6 | 0.1 | |||||
| S3168 | 82.4 | 11.8 | 1.5 | 1.7 | 0.9 | 1.0 | |||||
| S3237 | 75.8 | 22.7 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.0 | |||||
| S3426 | 82.4 | 15.7 | 0.1 | 0. 6 | 0.5 | 0.1 | |||||
| S3857 | 81.7 | 16.5 | 0.0 | 0,6 | 0,5 | 0,0 | |||||
| S4083 | 80,1 | 10,1 | 0,0 | 8.4 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 10,1 | 0,0 | 10,1 |
| S4140 | 76.5 | 14.0 | 0.1 | 1.2 | 7.7 | 0.2 | |||||
| S4690 | 82.5 | 13.5 | 1.6 | 0.8 | 0.5 | 0.4 | |||||
| S7129 | 84.8 | 6.0 | 0.5 | 2.9 | 4.2 | 1.1 | |||||
| S8352 | 84.8 | 9.6 | 1.0 | 2.0 | 1. 2 | 0.8 | |||||
| S12295 | 67.8 | 6.2 | 1.0 | 15.9 | 5.3 | 2.5 | |||||
| S12720 | 70.6 | 8.0 | 2.6 | 10,7 | 5,9 | 1,0 |
Таблица 36.1. Элементный состав предметов на основе меди в музее Ставангера, Норвегия. Значения являются средними для нескольких протестированных пятен; те, что выделены курсивом, не соответствовали пятнам.
Анализ на месте в Калабрии с использованием pXRF
В большинстве случаев образец необходимо очистить перед анализом состава, чтобы избежать проблем с загрязнением. Но для объектов на основе меди любая «грязь» вряд ли существенно повлияет на пропорции меди, олова, свинца и других металлических элементов, кроме железа. Таким образом, анализ на месте может дать надежные оценочные результаты, которыми можно немедленно поделиться с группой раскопок, местными властями и посетителями.
На месте греческого поселения Франкавилла-Мариттима в Калабрии, Италия, при раскопках было обнаружено захоронение (могила 14) с артефактами из металла на медной основе (объекты 9).99‒1000) (рис. 36.5). Анализы, проведенные на месте в тот же день, показали, что обе бронзы представляют собой оловянные бронзы (11 и 13% Sn) без добавления мышьяка, свинца или цинка.
Рисунок 36.5. Раскопанное захоронение во Франкавилла-Мариттима, Калабрия, с несколькими погребальными приношениями (слева), проанализированными с помощью pXRF в полевых условиях (справа)
Анализ таблички коренных американцев
Металлическая табличка с надрезами в стиле коренных американцев была найдена на стоянке Blueberry почти контактного периода (8HG678) в долине Киссимми на юге центральной части Флориды (рис. 36.6). Были проведены анализы, чтобы определить, было ли это сделано людьми из Белль-Глейд с использованием самородной меди (то есть чистой, геологически естественной меди) или с использованием технологии плавки и литья, которая была завезена в Северную Америку после контактов с европейцами.
Многочисленные точечные анализы с обеих сторон с помощью pXRF показали практически чистую медь, в большей степени, чем для типичных артефактов из выплавленной меди, которые часто содержат некоторое количество железа, кальция и других элементов, оставшихся от шлака. Также было бы более вероятно, что металл европейского производства использовался из сплава, а не из чистой меди.
Рисунок 36.6. Медная табличка коренных американцев с участка Blueberry, Флорида.
«Бронза» в Художественных музеях Флориды
Большинство греческих, римских, латиноамериканских и других металлических артефактов, выставленных в музеях США, были приобретены в результате покупки или пожертвования, а не в результате раскопок, поэтому возникают вопросы об их первоначальном археологическом контексте, а также об их подлинности. С помощью pXRF почти все металлические артефакты в Художественном музее Тампы (80 предметов, в основном греческих и римских) и Художественном музее Орландо (125 южноамериканских предметов) были проанализированы для оценки подлинности и во всех случаях для предоставления композиционной информации для демонстрации.
этикетки и будущие исследования.
В музее Тампы два браслета из северной Греции (TMA 1996.024.001/2) имеют одинаковые значения с содержанием около 8% олова и 1% свинца, что было обычным явлением в железном веке (рис. 36.7b). Римский «бронзовый» стригил (ТМА 1982.022) не содержит олова, но содержит более 20% цинка, так что на самом деле это латунь (рис. 36.7а). Планируется повторное тестирование, чтобы проверить, может ли цинк быть получен в результате консервации перед его передачей в дар музею, но отсутствие олова сделает его необычным для римских находок первого века нашей эры. Каждая из семи частей замка (TMA 1986.204a–g), также относящийся примерно к 100 г. н.э., имеет существенно иной состав олова и поэтому может быть интерпретирован как компиляция отдельно изготовленных изделий (рис. 36.7c–d). Все они имеют высокое содержание меди и олова, а в одном особенно высокое содержание свинца (1986.204e). «Бронзовая» фибула арбалета (ТМА 1993.004.010), относящаяся к четвертому веку нашей эры, Западной Римской империи, по крайней мере, нуждается в гораздо лучшей маркировке, так как она включает цинк, золото, ртуть и серебро, но не олово (рис.
36.8)!
Рисунок 36.7а. Анализ объектов классической археологии в Художественном музее Тампы, Флорида. Роман стригил
Рисунок 36.7б. Анализ объектов классической археологии в Художественном музее Тампы, Флорида. Греческий браслет
Рисунок 36.7в. Анализ объектов классической археологии в Художественном музее Тампы, Флорида. Шатлен
Рисунок 36.7г. Анализ объектов классической археологии в Художественном музее Тампы, Флорида. Шатлен
Рисунок 36.8. Рентгеновские энергетические пики, показывающие Cu, Zn, Au, Hg, Ag в «бронзовой» малоберцовой кости римского арбалета, Художественный музей Тампы.
В музее Орландо есть много металлических предметов, помеченных как «золото», но анализ с помощью pXRF показывает, что большинство из них на самом деле представляют собой сплавы с высоким процентным содержанием серебра и меди (OMA 2003.078.1-2) (рис. 36.9a). Многие другие относятся к тумбаге (сплав Cu-Ag-Au), но не содержат ни золота, ни серебра (табл.
36.2). Начиная с времен до инков, золочение с истощением, включающее обработку кислотой и окисление поверхности, использовалось для того, чтобы сделать непосредственную поверхность в основном золотым, поэтому рентгенофлуоресцентный анализ дает различные концентрации в зависимости от глубины. Многие другие предметы в музее были просто помечены как «медь» или «металл», а анализ показал, что многие из них представляют собой мышьяковую медь (OMA 2004.104.1-4), рис. 36,9б) и лишь несколько бронзовых (всего 2–3% Sn) (OMA 2004.032) (рис. 36.9в). Один артефакт, нож (OMA 2004.074), имеет высокий процент содержания цинка, который не использовался во времена Моче (доколумбовые) в Америке и поэтому не является подлинным (рис. 36.9d).
| OMA No. | Object Description | Cu | Sn | As | Pb | Ag | Au | Fe | Zn | Ca | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2002. 018 | Ботаническая бусина в виде лягушки, 700–1000 гг. н.э., Моче. Gold | 13,2 | 14,6 | 72,3 | |||||||
| 2002,057 | 27,8 | 17,0 | 55,2 | ||||||||
| 2003,078,1 | 1.9 | 29.8 | 68.3 | ||||||||
| 2003.078.2 9070.2 Plume, AD Gold | 4,5 | 23,0 | 72,6 | ||||||||
| 2004,029 | 93,0 | 4,1 | 3,0 | ||||||||
| 2004,03 | Кольцо с двумя птицами, 1100–1400 гг. н.э., Чиму. | 97.4 | 2.6 | ||||||||
2004. 032 | Крокодил АД10.10, Чиму10582 Медь/Тумбага | 97,7 | 2,3 | ||||||||
| 2004,052 | Tumi, Ad | ||||||||||
| 90,4 | 5,7 | 2,0 | 1,9 | ||||||||
| 2004.053 | Туми, 200–700 гг. н.э., Ламбаеке/Чиму. Медь/тумбага | 98.1 | 1.9 | ||||||||
| 2004.054 2 AD Медь/тумбага 98,5 | 1,5 | | |||||||||
2004.071 2, AD Ложка0593| 95.0 | 5.0 | | |||||||||
| 2004.074 | Навершие ножа, AD 4, 5, AD 05, | Медь | 46,4 | 1,7 | 8,0 | 35,2 | 8,7 | ||||
| 20058288 8,7 | |||||||||||
| 2004288 8,7 | |||||||||||
| 2004288 8,7 | |||||||||||
. Медь | 60,4 | 1,0 | 38,5 | ||||||||
| 2004.080.2 | Катушки для ушей, 1100–1400 гг. н.э., Моче? Copper | 42.7 | 0.7 | 56.6 | |||||||
| 2004.096 | Vessel of a figure, AD 200–400, Nasca | 2.4 | 31.2 | 66.4 | |||||||
| 2004.097 | Пинцет, 500–800 гг. н.э., Наска. Золото | 3,7 | 24.9 | 71.4 | |||||||
| 2004.104.1 | Metal needle, AD 1000–1500, Chancay | 92.6 | 7.4 | ||||||||
| 2004.104.2 | Металлическая игла, AD 1000–1500, Chancay | 98,1 | 1,9 | ||||||||
2004. 1841 | |||||||||||
| 2004.1841 | |||||||||||
| 2004.1841718 | |||||||||||
| 95.0 | 5.0 | ||||||||||
| 2004.104.4 | Metal needle, AD 1000–1500, Chancay | 94.3 | 5.7 | ||||||||
| 2004.112. 1 | Бусина в виде птицы, 1100–1400 гг. н.э., Чиму. Металл | 97,2 | 2,8 | ||||||||
| 2004.112.2 | Птичья бусина, 1100–1400 гг. Н.э., Чиму. Металл | 94.6 | 5.4 | ||||||||
| 2004.112.3 | Металл | 97.0 | 3.0 | ||||||||
| 2004.112.4 | 1 Птица Металл | 86,4 | 11,7 | 1,8 |
Таблица 36.
2. Элементный состав медьсодержащих предметов в Художественном музее Орландо. Большинство из них представляют собой чистую или мышьяковую медь или тумбагу, а не оловянную бронзу.
Рисунок 36.9а. Проанализированные шлейфы в Художественном музее Орландо
Рисунок 36.9б. Проанализированные иглы в Художественном музее Орландо
Рисунок 36.9в. Проанализированы туми в Художественном музее Орландо.
Рисунок 36.9г. Проанализированный нож в Художественном музее Орландо.
Блестящие бронзовые зеркала широко производились этрусками, и многие из них были найдены в их гробницах. Обычно украшенные с одной стороны и гладкие с другой, сейчас многие из них находятся в американских музеях (рис. 36.10a–b). Тестирование с помощью pXRF использовалось для оценки состава этрусских зеркал в американских музеях, а также для дальнейшей проверки гипотезы о том, что многие из них могут быть подделками. 7 Были проведены анализы более тридцати зеркал в Смитсоновском институте, Университете Джона Хопкинса, Художественном музее Уолтерса, Балтиморском художественном музее, Университете Эмори, Художественном музее Тампы и Музее Ринглинга в Сарасоте.
Известно, что многие из них были обработаны консервантом, но анализ нескольких пятен позволил нам избежать этой проблемы, устраняя потенциальные различия между сторонами зеркала, а также с прикрепленными украшенными ручками (рис. 36.10c). Из полученных результатов следует, что в более ранние этрусские времена количество олова, используемого для изготовления орудий, было таким же, как и для бронзовых орудий (~8–15%), а к третьему веку до н.э. количество олова значительно увеличилось (~20 –30%) и, следовательно, отражательная способность зеркала. Хотя многие зеркала в этих музеях считаются подделками из-за их стиля, лишь некоторые из них имеют несовместимый химический состав (с цинком).
а
б
с
Рисунки 36.
10a–c. Три образца этрусских бронзовых зеркал с несколькими точками, испытанными с обеих сторон
Заключение
Использование неразрушающих аналитических методов предоставляет множество возможностей для изучения бронзы и других предметов в музеях и других местах по всему миру. Представленные здесь примеры иллюстрируют некоторые конкретные вопросы, на которые может ответить знание состава материалов на основе меди. Тем не менее, пользователи и читатели их отчетов должны осознавать, что, несмотря на высокую точность инструментальных результатов pXRF, остаются ограничения в интерпретации значений, полученных для медных сплавов с патинированной и деградированной поверхностью.
Благодарности
Я очень признателен Роберту Бауэрсу за помощь в создании калибровочных кривых для металлов на основе меди; коллегам Нэнси де Груммонд, Мартину Гуггисбергу, Мэдсу Равну, Рене Штайн и Андреа Вианелло за участие в тематических исследованиях, представленных в этой статье; и многие официальные лица и сотрудники музея, участвующие в предоставлении разрешений и доступа к объектам для этих неразрушающих анализов.
Финансирование некоторых из этих исследований поступает из Университета Эмори, Университета штата Флорида и Университета Южной Флориды.
Примечания
- Килиберто и Спото 2000; Поллард и др. 2007 г.; Поллард и Херон, 2008 г.; Лаборатория археометрии Университета Миссури, 2015 г.
↩ - Каридас 2007.
↩ - Глиоццо и др. 2010, 2011.
↩ - Дилан 2012; Гудейл и др. 2012 г.; Шугар и Масса 2012; Лирицис и Захариас, 2013 г.; Шугар 2013; Хараламбус, Кассианиду и Папасаввас, 2014 г.; Дюсбьё и Уокер, 2015 г.; Орфаноу и Ререн, 2015 г.; Фройнд, Усаи и Тыкот, 2016 г.; Гарридо и Ли 2016.
↩ - Брукер 2015.
↩ - Тыкот 2016.
↩ - Тыкот, де Груммонд и Шварц, 2012 г.
↩
Библиография
- Брукер 2015
- Брукер. 2015. «Спектрометр pXRF серии Tracer» (30 апреля 2015 г.). https://www.bruker.com/products/x-ray-diffraction-and-elemental-analysis/handheld-xrf/tracer-iii/overview.
html - Хараламбус, Кассианиду и Папасаввас 2014
- Хараламбус, А., В. Кассианиду и Г. Папасаввас. 2014. «Исследование состава кипрских бронз, датируемых ранним железным веком, с использованием портативной рентгенофлуоресцентной спектрометрии (pXRF)». JAS 46: 205–16.
- Чилиберто и Спото 2000
- Чилиберто, Э., и Г. Спото, ред. 2000. Современные аналитические методы в искусстве и археологии . Нью-Йорк: Уайли.
- Дюсюбье и Уокер 2015
- Dussubieux, L. и H. Walker. 2015. «Идентификация выплавленной меди из Америки и Европы с помощью pXRF: тематическое исследование артефактов из района Верхних Великих озер». JAS 59: 169–78.
- Дилан 2012
- Дилан, С. 2012. «Портативный рентгенофлуоресцентный анализ бронзы эпохи Возрождения: практические подходы к количественной оценке и сбору данных».
В Шугар и масса 2012, 37-74. - Фройнд, Усай и Тыкот 2016
- Фройнд, К. П., Л. Усаи и Р. Х. Тыкот. 2016. «Ранняя металлургия на основе меди на участке Монте-д’Аккодди (Сардиния, Италия)». 41-й Международный симпозиум по археометрии, Каламата, Греция, 15–20 мая. Тезисы опубликованы в 41-м Международном симпозиуме по археометрии Сборник тезисов , изд. Н. Захариас и Э. Паламара, 258–59. Каламата, Греция.
- Гарридо и Ли 2016
- Гарридо Ф. и Т. Ли. 2016. «Портативное рентгенофлуоресцентное исследование металлических артефактов позднего горизонта: значение для технологических решений и политического вмешательства в Копиапо, север Чили». Археологические и антропологические науки 8:1–8. DOI: 10.1007/s12520-016-0315-2.
- Глиоццо и др. 2010
- Глиоццо Э., Р. Арлетти, Л. Картечини, С. Имберти, В. А. Кокельманн, И.
Мемми, Р. Ринальди и Р. Х. Тыкот. 2010. «Неинвазивный химический и фазовый анализ римских бронзовых артефактов из Тамусиды (Марокко)». Прикладное излучение и изотопы 68: 2246–51. - Глиоццо и др. 2011
- Глиоццо, Э., В. А. Кокельманн, Л. Бартоли и Р. Х. Тыкот. 2011. «Римские бронзовые артефакты из Тамусиды (Марокко): химический и фазовый анализ». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях Раздел B 269: 277–83.
- Гудейл и др. 2012
- Гудейл Н., Д. Г. Бейли, Г. Т. Джонс, К. Прескотт, Э. Шольц, Н. Стальяно и К. Льюис. 2012. «pXRF: исследование межприборных характеристик». JAS 39: 875–83.
- Каридас 2007
- Каридас, А. Г. 2007. «Применение портативного РФ-спектрометра для неинвазивного анализа музейных металлических артефактов». Annali di Chimica 97: 419–32.
- Лирицис и Захариас 2013
- Лирицис И.
и Н. Захариас. 2013. «Портативный XRF археологических артефактов: текущие исследования, возможности и ограничения». В Рентгенофлуоресцентная спектрометрия (XRF) в геоархеологии , изд. М. С. Шекли, 109–42. Нью-Йорк: Спрингер. - Археометрическая лаборатория Университета Миссури, 2015 г.
- Археометрическая лаборатория Университета Миссури. 2015. «Обзор рентгеновской флуоресценции» (30 апреля 2015 г.). Лаборатория археометрии Университета Миссури. http://archaeometry.missouri.edu/xrf_overview.html
- Орфаноу и Ререн 2015
- Орфаноу В. и Т. Ререн. 2015. «(Не очень) опасный метод: анализ pXRF и EPMA-WDS артефактов на основе меди». Археологические и антропологические науки 7: 387–97.
- Поллард и др. 2007
- Поллард, А. М., К. Батт, Б. Стерн и С. М. М. Янг. 2007. Аналитическая химия в археологии .
Кембридж: Издательство Кембриджского университета. - Поллард и Херон 2008
- Поллард, А. М., и К. Херон, ред. 2008. Археологическая химия . Кембридж: Королевское химическое общество.
- Шугар 2013
- Шугар, А. Н. 2013. «Портативный рентгеновский флуоресцентный аппарат и археология: ограничения прибора и предлагаемые методы для достижения желаемых результатов». В Археологическая химия VIII , изд. Р. А. Армитидж и Дж. Х. Бертон, 173–95. Вашингтон, округ Колумбия: Американское химическое общество.
- Шугар и Масса 2012
- Шугар, А. Н. и Дж. Л. Масс, ред. 2012. Ручной XRF для искусства и археологии . Левен: Издательство Лёвенского университета.
- Тыкот 2016
- Tykot, R.H. 2016. «Использование неразрушающих портативных рентгенофлуоресцентных спектрометров на камне, керамике, металлах и других материалах в музеях: преимущества и ограничения».
Прикладная спектроскопия 70(1): 42–56. - Тыкот, де Груммонд и Шварц 2012
- Тыкот, Р. Х., Н. Т. де Груммонд и С. Дж. Шварц. 2012. «Рентгенофазовый анализ состава металла этрусских бронзовых зеркал». Резюме опубликовано в Тезисах 113-го ежегодного собрания Археологического института Америки 35: 71–72.
Ученые, возможно, раскрыли древний секрет бронзового века Китая
Инновации
Производство металлов могло быть более сложным, чем предполагали ученые.
Информационное агентство Синьхуа/Информационное агентство Синьхуа/Getty Images
Сара Уэллс
Около 2300 лет назад года в регионе к северу от современного Шанхая писцы записали шесть рецептов с тех пор озадачивают исследователей. Они не предназначались для какой-то конкретной пищи, к которой так стремятся современные археологи, — скорее, эти направления содержали ключ к ковке бронзы, одного из самых ценных владений династии Чжоу.
В эту эпоху, которая длилась с 1050 по 771 год до н. э., бронза использовалась для изготовления оружия, такого как мечи и топоры. Он также вошел в культурные и религиозные артефакты, такие как музыкальные инструменты и ритуальные сосуды, которые заложили основу для социальной и политической власти в ранних династиях Китая.
Уже можно воссоздать древнюю бронзу, которую можно реконструировать с помощью современных технологий. Но археологи десятилетиями пытались расшифровать исторические формулы, написанные для китайских мастеров бронзового века, которые могли бы дать ценные знания о производственных технологиях того периода.
В частности, они не могли точно сказать, на какие загадочные компоненты, называемые Цзинь и Си, ссылались эти формулы. Теперь они, возможно, выработали ответ.
Во времена династии Чжоу в древнем Китае крупномасштабное производство бронзы использовалось для изготовления оружия, такого как мечи и топоры. Древность
Что нового — Чтобы выявить эти неуловимые элементы, пара исследователей из Оксфордского университета и Британского музея проанализировала предыдущие химические анализы древних китайских монет, которые использовали такие инструменты, как спектрометры, для определения соотношения меди, олова, и вести.
После отслеживания распределения этих материалов в различных монетах (которые они использовали в качестве показателя более широкого производства бронзы) авторы предполагают, что Цзинь и Си ссылались на определенные типы металлических сплавов — вместо чистых металлов, как предполагалось ранее, авторы сообщается в среду в журнале Antiquity.
«Китай бронзового века хорошо известен крупномасштабным производством», — говорит Жуйлян Лю, ведущий автор и куратор коллекции раннего Китая в Британском музее.0812 Инверсия .
«[Но] ведутся давние споры о том, как древнему Китаю, особенно королевской элите, удалось добиться этого», — говорит он. «Расшифровывая [Джин и Си], становится возможным понять, что на самом деле произошло в мастерской».
Вот предыстория — Одна из причин, по которой химическую идентичность Цзинь и Си оказалось так трудно определить: книга, содержащая эти рецепты, Ритуалы Чжоу , может считаться скорее административным справочником для королевских дворов.
чем настоящий научный учебник, — говорит Лю. Другими словами, эти рецепты больше похожи на 9.0812 Как сделать бронзу для чайников , чем строгая научная работа.
«Людей, умеющих читать и писать, во времена династии Чжоу было очень мало, поэтому вполне вероятно, что автор или авторы шести рецептов никогда не занимались литьем», — говорит Лю. «Ни в коем случае шесть рецептов не могли обобщить богатое разнообразие методов сплавления в Китае бронзового века, даже в период Воюющих царств».
Из-за отсутствия у китайских авторов реального жизненного опыта исследователи в течение прошлого века изо всех сил пытались точно определить элементы, которые они назвали Цзинь и Си, которые теоретически должны соответствовать истинному составу древних бронзовых артефактов.
Исследователи, возможно, определили, что представляли Цзинь и Си в древних формулах, хотя неясно, отражали ли направления более широкое производство бронзы в то время. Древность
Почему это важно — Несмотря на недостатки текста, Лю говорит, что этот текст по-прежнему важен для археологов, поскольку он считается самым ранним текстовым описанием металлургической практики — производства и очистки металлов — в Восточной Азии.
Даже если шесть рецептов не соответствуют истинным формулам, использовавшимся в то время для отливки бронзовых артефактов, возможно, из-за неточностей или вымыслов в тексте, инструкции могут дать важную информацию о китайском обществе бронзового века и ценности, которую люди придавали на металле.
Лучшее понимание состава Цзинь и Си в этих рецептах также может помочь лингвистам в изучении других древних китайских текстов, пишут Лю и его коллега Марк Поллард.
Что они сделали — Чтобы прийти к такому выводу, Лю говорит, что они стояли на «плечах гигантов», переоценив десятилетия исследований состава древней китайской бронзы. В частности, исследования, анализирующие состав китайских монет, проложили путь Лю и его коллегам.
Вместо того, чтобы интерпретировать Цзинь и Си как чистые металлы, такие как медь и олово, для этих символов было бы более разумно ссылаться на металлические сплавы или предварительно смешанные металлы. А именно, исследователи предположили, что Цзинь на самом деле имел в виду сплав меди-олова-свинца, а Си — сплав меди-свинца.
Соотношение металлов в монетах династии Чжоу помогло исследователям определить возможное значение Си и Цзинь. Shutterstock
Новое исследование не только уравновешивает древнее уравнение, но и доказывает, что производство бронзы могло быть более сложным, чем предполагали ученые, говорит Лю.
В конечном счете, обнаружение этих забытых производителей сплавов могло бы пролить больше света на деятельность рабочего класса Китая бронзового века.
Что дальше — Эта находка открывает новые блестящие возможности для изучения происхождения китайской бронзы, и Лю говорит, что о Цзинь и Си предстоит узнать гораздо больше. В будущем Лю надеется изучить производство предварительно легированных металлов и обнаружить остатки древних мастерских того периода.
«Такова природа исследований, — говорит Лю. «Итеративный процесс, в котором старые вопросы решены, но возникают новые вопросы».
Похожие теги
- Искусство
- История
- Технологии
Поделиться:
Древние китайские бронзовые технологии – ВСЕ КИТАЙСКИЕ ВЕЩИ
Денежное дерево растет 2000 лет его бронзовый лист имеет форму монеты.

Дерево было обнаружено в 1990 году в могиле Восточной Хань, установленной в пещере на скале в провинции Сычуань.
Возможно, это один из секретов долголетия китайского процветания, временно приостановившегося только в период между концом 17-го и началом 20-х годов, то есть выращивание собственных денежных деревьев. 🤑
Две танцовщицы, застывшие во времени на 2000 лет
Бронзовая скульптура династии Хань (206 г. до н.э. – 220 г. н.э.)
2000-летние бронзовые петли Династия Хан.
Ясно, что они могут быть только продуктами сложных машин.
Бронзовый каркас стола возрастом 2200 лет
Ножка бронзового низкого каркаса стола возрастом более 2200 лет, период Воюющего государства, обнаруженный в 1974 из провинции Хэбэй. На ножке стола есть четыре оленя внизу, поддерживающие четырех драконов, поддерживающих раму столешницы.
Китайская бронзовая сковорода для угля возрастом 2300 лет
Сковорода была обнаружена в гробнице Воюющих царств в провинции Хэбэй.
Бронзовый арбалет возрастом 2500 лет
Бронзовый арбалет, использовавшийся в Китае до эпохи Воюющих царств (475 г. до н.э. – 225 г. до н.э.)
Бронзовый сосуд для вина возрастом 2800 лет из гробницы периода Западного Чжоу (1046 г. до н.э. – 771 г. до н.э.)
Бронзовый кинжал возрастом 3000 лет
Бронзовый кинжал возрастом более 3000 лет с выгравированным изображением двуглавой многоножки, продукт династии Шан, обнаруженный в 1964 году в провинции Шэньси.
Китайская бронзовая сковорода возрастом 3000 лет
Сковорода со словами, написанными на дне, рассказывающими историю государства и семьи, предназначалась для использования на государственных церемониях в качестве символа силы и авторитета.
Он был обнаружен в гробнице Западного Чжоу в провинции Шэньси.
КОММЕНТАРИИ ОТ GOOGLE PLUS
1 августа 2017 г.
L Медведь
Ранние люди были способны самостоятельно различать все свои способности и бесконечные возможности своего творческого разума, поскольку они были ближе к совершенству, чем мы.
Но опять же, мы могли бы быть на пути к достижению этого раньше, чем те ранние.
Все китайское
Это правда. Современные люди утратили многие естественные способности, потому что мы передали большую часть задач внешним силам, таким как машины.
Лоуренс Кедз
Такая металлоконструкция трехтысячелетней давности? Это немного трудно переварить..! А может принять???
P.S. Должен сообщить другим, что это следует воспринимать в шутку, так как я прекрасно знаю, насколько далеко, по-моему, опередили остальной мир китайцы. Я считаю, что они могли быть в Соединенных Штатах около трех тысяч лет назад. Поэтому изготовление металлической статуи следует считать детской игрой.
Майкл Кэннон
Китайские мастера совершенствовали бронзовое литье, лакированное дерево и глазурованную керамику не менее 3000 лет до н.э. К 500 г. до н.э. они экспериментировали с железом и сталью, которые были усовершенствованы примерно к 200 г.
до н.э. Они использовали доменные печи для достижения критической температуры, необходимой для науглероживания железа для производства стали.
Как оказалось, китайские строители деревянных конструкций использовали врезные и шиповые столярные изделия в период неолита до металлических инструментов.
Они вырезали из нефрита, невероятно твердого материала, раньше металлических инструментов.
В более поздние периоды династий Тан и Сун китайцы изобрели бумагу, подвижную печать, компас, порох, ружья и ракеты.
Они же составляли самые точные карты звездного неба, первыми использовали карты, кормовые рули на кораблях…
Китайцы были на световые годы впереди остального мира почти на протяжении всего своего существования, начиная с периода неолита, до до династии Мин.
И мы можем знать, что все это правда, потому что они написали 5000 лет назад. Ранние работы о костях Оракула могут быть прочитаны современными учеными, поскольку система оставалась практически неизменной на протяжении всего этого периода времени.
Самая невероятная история и культура
Лоуренс Кедз
Привет, Майкл, мало что может меня удивить в достижениях китайского народа.
Я подружился с человеком, который управляет этим сайтом, и сообщил ей, что в ходе моих первичных исследований я нашел убедительные доказательства того, что китайцы были в США более двух тысяч лет назад! Возможно, даже целых три. А моя учеба закончилась почти двадцать лет назад. В последнее время некоторые возможные доказательства сейчас анализируются для проверки. Тем не менее, я верю, что вы знакомы с опасениями по поводу того, как интерпретируется история (кхм)!
Спасибо за информацию.
Все китайское
Привет, Майкл, какое замечательное введение в древние китайские технологии.
Майкл Кэннон
Я немного фанат всего китайского!! Можете ли вы рассказать все китайские вещи? 🙂
Все китайское
Должно быть, ты такой знающий.
Я фанат всего китайского (но не всего) ;-))
Майкл Кэннон
Ну да, не всего. Но с точки зрения истории, культуры, искусства, поэзии и каллиграфии, да и просто чистого новаторского творчества в металлургии, гончарном деле и керамике, деревообработке, философии, гидротехнике, кораблестроении…
Вероятно, наиболее впечатляющим является продолжение связи Ва Ся с древними правителями; Хуан-Ди, Янь-Ди, Чиюо, Да Ю…
Персонажи из мифов и легенд, но, без сомнения, во многом такие, как их описал Сыма Цянь.
Это бесконечно захватывающая история, и поскольку она так хорошо задокументирована со времен Циня, она легко доступна для таких людей, как я, которые видят параллели с современными и историческими событиями и пытаются найти полезную перспективу с точки зрения того, как решить насущные вопросы; благое управление, экономическое и налоговое управление, проблемы, возникающие в обществе, международные отношения…
Китайцы пережили все возможные периоды упадка и подъема, вызванные всеми возможными причинами или условиями, на протяжении нескольких тысячелетий и еще несколько тысячелетий назад до написания.
Китайцы действительно удивительные люди. Жаль, что династические периоды не закончились с Цин…
Или еще большим позором может быть то, что Мин не продолжил с Флотом Сокровищ… Это сделало бы мировую историю совершенно другой, чем история бойни и завоеваний. Запад создал.
Все китайское
Я согласен с тем, что вы сказали. Могу я добавить еще один аспект? Сторона инь или скрытая сторона китайской культуры, известная на Западе как китайский мистицизм.
Это теоретическая база китайской культуры, из которой вырастают все эти практические приложения; точно так же, как инь — это корень ян, а ян — плод инь.
Пока мало кто из западных ученых коснулся этой темы, не говоря уже о журналистах и политиках.
И когда мало кто об этом говорит, они делают это с философской или религиозной точки зрения.
Но это не философия и не религия. Это теоретическая основа, метафизическая основа и практическое применение.
С другой стороны, мало кто из современных китайских ученых много знает об этом, не говоря уже о китайских журналистах и китайских политиках.
Тем не менее, если вы спросите меня, я бы сказал, что это самая важная и интересная часть китайской культуры, которая может коренным образом изменить точку зрения и мышление человечества.
Инкрустированный серебром 2400-летний рогатый скот из бронзы
Эта бронзовая статуя крупного рогатого скота была создана в эпоху Воюющих царств, когда Китай распался на 7 крупных государств, сражавшихся друг с другом.
Бронзовый сосуд для вина с серебряной инкрустацией возрастом 2500 лет
Эта винная бутылка была произведена в период Весны и Осени, когда жили Конфуций и Лао-Цзы.
Лошадь из позолоченной бронзы возрастом 2000 лет
Лошадь из позолоченной бронзы, династия Западная Хань (206 г. до н.э. – 8 г. н.э.)
Тигр, ревущий в небе 2500 лет
Китайский позолоченный бронзовый объект весны и осени (770 г. до н.э. — 476 г. до н.э.)
Коллекция Британского музея
Комментарии от Google Plus
миль.
? 😮 В Британском музее? Украденный? Разграблен? украл? Разграблен? Вывезли контрабандой? Продано?
Все китайское:
В Великобритании, США, Франции, Японии и других странах хранится множество бесценных китайских реликвий, хранящихся либо в музеях, либо у частных коллекционеров.
На рубеже 20-го века войска Альянса восьми наций во главе с немецким генералом вошли в Пекин в ответ на гибель западных христианских миссионеров.
Маньчжурские правители, оккупировавшие Запретный город, бежали из Пекина, оставив дворец, в котором хранятся многочисленные реликвии времен династии Мин, в руки офицеров и солдат Альянса восьми наций, которые просто взяли все, что могли унести, и привезли домой в качестве военных трофеев.
Затем, после Синьхайской революции в 1911 декабря, положившего конец отсталому и чужеземному правлению маньчжур в Китае, жалкое республиканское правительство разрешило так называемому «последнему императору» и его мачехам жить в задней части Запретного города в течение десяти лет.
Ублюдок украл и продал сокровища арт-дилерам с Запада, чтобы поддерживать свой расточительный образ жизни.
Двуглавый тигр возрастом 2500 лет
Тигр с двумя головами, движущимися в противоположных направлениях
Китайская позолота Бронзовый предмет периода Весны и Осени (770 г. до н.э. – 476 г. до н.э.)
2 500-летняя пряжка бронзового ремня позолоченного ремня
Древняя позолоченная пряжка бронзового ремня, весна и осень (770 г. до н.э.-476 г. до н.э. Драгао пелу рабо. 😊
Интересные мысли о доминанте или инстинктах.
Милр СянЯн Ли:
Я уверен, ползунам из Гарри Поттера это понравится.
Все китайское
Существо в «Хоббите» отличается от китайского дракона. Дракон в западном стиле — это гигантская огненная ящерица, похожая на динозавра, из мира монстров, связанного с западной мифологией, в то время как китайский лунг — это вода по своей природе и из небесного царства, согласно китайской мифологии.
Металлургия – кузница победы
Мушкет