西漢星云鏡的范鑄模擬實驗研究[精品資料]

西漢星云鏡的范鑄模擬實驗研究 -精品資料 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 最新最全的 學術論文 期刊文獻 年終總結 年終報告 工作總結 個人總結 述職報告 實習報告 單位總結 研究中國古代銅鏡的制作技術，主要是兩個問題，即制模技術與紋飾制作技術，其制范的工藝與青銅器的常規(guī)范鑄工藝沒有大的區(qū)別。西漢銅鏡是在青銅時代以外，其紋飾已經(jīng)與戰(zhàn)國青銅器的紋飾制作沒有承襲關系。通過研究認為，西漢早期銅鏡紋飾多采用了圓規(guī)技術。為證明西漢早期銅鏡的制模工藝及其紋飾 制作技術，我們對星云鏡進行了范鑄模擬實驗。 銅鏡是中國古代的實用器，出土量十分大。其歷史悠久，源遠流長，各個時期的文化背景及科學技術都反映在了當時銅鏡的背紋中。在從戰(zhàn)國到唐代晚期這一歷史時期內的銅鏡，屬于高錫青銅鏡，其含錫量多在 24%左右。這個時期內鑄鏡的技術又可分為三個階段，即戰(zhàn)國的紋飾范拚兌地紋鑄鏡階段、西漢的圓規(guī)技術制模階段、東漢的浮雕技術階段。東漢以后到唐代，銅鏡的制模技術一直沿用了東漢的制模技術，再也沒有技術上的創(chuàng)新。唐代的金銀平脫鏡、螺鈿鏡等特種工藝鏡，屬于鑄后的加工技術，與傳統(tǒng)的范 鑄工藝沒有直接的關系。 研究戰(zhàn)國鏡的制模技術，與戰(zhàn)國青銅器的范鑄技術分不開。戰(zhàn)國青銅器的紋飾技術，多是采用了單元紋飾范拚兌技術，而戰(zhàn)國銅鏡的紋飾制作，多也是采用了這一紋飾制作技術。所以，研究戰(zhàn)國鏡的紋飾技術，必須先研究戰(zhàn)國青銅器的范鑄技術。 西漢初年以后，銅鏡的紋飾制作技術已與戰(zhàn)國青銅器的紋飾技術沒有關系，屬于技術的創(chuàng)新。東漢以后銅鏡的紋飾技術，與浮雕藝術緊密相關。所以，研究中國古代銅鏡的制模及紋飾技術，需要作三個范鑄模擬實驗，即戰(zhàn)國鏡、西漢鏡及東漢鏡。由于條件所限，我們先選擇了西漢星云 鏡，作為西漢時期銅鏡技術的研究對象，做范鑄模擬實驗。 從形制及幾何形狀看，西漢初年的銅鏡幾乎與戰(zhàn)國鏡沒有明顯的區(qū)別。但如果仔細觀察，就可發(fā)現(xiàn)有兩個明顯的不同。其一，凡具有地紋的戰(zhàn)國鏡，其紋飾范的拚兌痕基本都清晰可見，而在西漢初年鏡的背紋中，基本找不到地紋中有紋飾范拚兌的痕跡。其二，戰(zhàn)國鏡的鈕普遍采用了分型嵌范的工藝鑄造，因此在戰(zhàn)國鏡鈕的周圍，往往可以看到一周不規(guī)則圓形或不規(guī)則方形的分型嵌范痕，至少鈕座是粗糙的，而在西漢初年鏡上卻看不到這些現(xiàn)象，因為西漢鏡的鈕是固定在鏡模上的，與鏡體是整體鑄造。 一般戰(zhàn)國鏡的形制具備四個要素：其一，內凹式卷緣；其二，三弦鈕；其三，地紋上疊壓主紋；其四，平面鏡。從形制上看，西漢初年鏡也多具備這四個特征。西漢初年鏡只是延續(xù)了戰(zhàn)國鏡的形制，卻沒有延續(xù)戰(zhàn)國鏡的紋飾制作技術，這是由于時代的變遷，青銅器的紋飾范拚兌技術已隨著青銅時代的結束而結束，使得銅鏡的紋飾制作技術在西漢以后必須采用新的制作技術。再往后到西漢早期，連銅鏡的形制也不得不隨之改變。 西漢早期的文景時期，銅鏡已經(jīng)市場化，銅鏡的使用已普及到平民百姓。戰(zhàn)國鏡的那種紋飾范拚兌技術及鏡鈕的分型嵌范工藝，由 于其制模制范工藝相對復雜，已經(jīng)遠遠滿足不了市場的需求，更兼技術的斷代，西漢鏡采用了全新的制模工藝，圓規(guī)技術開始大量在制模造型上應用。在西漢早期的銅鏡中，絕大多數(shù)可以看到背紋屬于幾何造型。如正圓形的平鏡緣代替了戰(zhàn)國的內凹式卷緣，內向連弧紋及乳釘紋等，取代了戰(zhàn)國鏡的紋飾。這些造形及紋飾的制作，都只能采用圓規(guī)畫線，靠手工畫線是不可能的。在西漢早期鏡中有個規(guī)律，絕大多數(shù)內向連弧的數(shù)量是四的倍數(shù)，如八個或十六個內向連弧等。這些十分均勻的內向連弧紋，就是用圓規(guī)在鏡模上分出來的。 通過對西漢星云鏡模范關系的研究 ，我們認為，星云鏡的模是用石料制作的。因在與星云鏡同時期的錢幣中，大量使用了石范鑄錢工藝，滑石料在該時期被廣泛利用。在滑石料上畫線制圖，其操作十分簡單。下面，將我們鑄星云鏡的范鑄模擬實驗經(jīng)過描述如下。 一、制模設計 銅鏡的鏡面較為平直，鏡背具有紋飾而高低不平。這樣的幾何形狀，對于鑄造而言，只需要考慮鏡背一個面的造型。所以，設計鏡模時，也只需要考慮鏡背一個面的設計，不需要考慮鏡面的問題。 在對許多西漢星云鏡進行觀察后發(fā)現(xiàn)，在星云鏡的紋飾區(qū)中常能見到由于畫線作圖留下的起稿線。還發(fā)現(xiàn) ，四個乳釘座往往在兩條線的交點上。可以認為，幾乎所有的線都是以鏡鈕為中心為交點向外輻射的。根據(jù)出土星云鏡紋飾中留下的稿線痕跡。我們首先復原出當時制作星云鏡的線稿圖。如圖 1 所示。畫成這樣的線圖，再進行制模的操作，就十分簡單了。線圖的具體繪制步驟是：先在滑石面中間畫出一條中心線，把圓規(guī)的一端定在中心線的中心畫出一個圓，就會分別在圓的兩個邊自然產(chǎn)生出兩個與中心線的交點，并且會在圓的中心產(chǎn)生出一個點，成為三個點在同一條線上。將圓規(guī)的半徑擴大約三分之一，將圓規(guī)的一端定在任意一個圓與直線的交點上，圓規(guī)在圓外的兩邊畫出弧 線；再將圓規(guī)的一端定在對稱的交點上，又同樣在圓外的兩邊畫出弧線，兩次畫出的弧線就會在圓的兩邊各形成一個交點，并且這兩個交點與圓的中心點會形成一條直線。用直尺畫出這條直線，此線就會與畫出的第一條直線成90 度的垂直狀態(tài)。采用這種古老的繪圖方法，不需要計算不需要量角度，可以十分容易地畫出圓的四等分線。按照相同的方法，又可畫出八分、十六分甚至三十二等分線。 我們采用上述繪圖方法，在滑石板上繪制出圓及分出十六等分線，并繪制出乳釘及鈕的線。根據(jù)內向連弧直徑的圓心點，在圓外再畫一個圓，這個圓與十六條等分線的交點 ，就是每一個內向連弧直徑的圓心點。 我們計劃用滑石制作鏡模，可直接制作出陰模。在滑石上磨出平面是十分簡單的，在平面上作圖也較簡單，在制作好的線圖中向下挖刻紋飾，沒有動過的部位，就自然成為地張。這種地張具有基準面，是直接雕塑模具不可能達到的。如果直接雕塑成陽模，沒有人能夠雕塑得紋飾以外的地張都在同一個基準面。只有在平面向下挖刻紋飾，紋飾以外的平面就是地張，是沒有動過的基準面。所以，星云鏡的模應該直接制作陰模。 制作出的石陰模與泥范面一樣，但只具有泥范的范面而沒有范腔，亦不具有泥范的范腔，需 要與木板組合成與泥范幾何形狀一樣的陰模。用泥料將制作好的陰模翻成陽模后，經(jīng)陰干、焙燒成為陶模，就可以直接用于翻制泥范了。 二、制作鏡模 星云鏡具有兩圈內向連弧紋，用石料制作星云鏡模需要分兩個模制作，先制作一個大模即外圈模，再制作一個小模即內圈模，制作好后將小模套人大模中成為一個完整模。 1.制作外圈模 備一塊滑石板料，磨出平面后將表面打磨光滑。根據(jù)許多西漢星云鏡背紋中留下的機械制圖痕跡及規(guī)律，在滑石表面進行機械制圖，再用銑刀銑出內向連弧，用鉆頭鉆出乳釘紋飾。當星云鏡的紋飾 結構圖畫完以后，用磨制的銑刀及成形鉆頭，分別銑出內向連弧的凹紋及乳釘?shù)陌技y。圖 2 中共有 4 張圖，上左圖是采用上述方法在滑石板上繪制星云鏡的結構線圖。上右圖是用我們磨制的成形銑刀在鉆床上銑出 16 個內向連弧紋。下左圖是銑出了 8 個內向連弧紋，不連貫的那個內向連弧紋凹槽，是在銑內向連弧紋之前試銑刀時留下的，這是因為在正式操作前需要試出銑刀的進刀量，銑刀的角度是否合適，以及銑出的內向連弧紋是否合乎設計的標準。下右圖是已經(jīng)銑出了 16 個內向連弧紋、 4 個乳釘紋以及挖刻出其他紋飾，并可看到右邊有一片試鉆頭時留下的凹槽。當該銑該 鉆的凹紋都完成之后，從內區(qū)的第 2 圈內向連弧紋處畫出線，并將中心掏掉，使中心成為圓孔。 2.制作內圈模 再用一塊小些的滑石料，采用完全相同的方法制作出內圈的內向連弧紋模，并用鉆頭鉆出鏡鈕紋成為小模，將小模外圓的直徑打磨得與大模的中心孔徑大小相同，將小模嵌入到大模中心，小模的底張與大模的底張平齊，星云鏡的完整石模就制作成了。 在圖 3 中，上邊為剛制作好的大模，可看到還沒有掏掉中心的圓孔，亦可看到中心點及許多等分線。下邊為剛制作好的小模，還沒有嵌入到大模的中心，還可以看到凹型的鈕及鈕座 上挖刻的紋飾。 3.制作泥模 在木板上按星云鏡的外徑掏出一個孔，將星云鏡的完整石模安置在木板的孔中，在木板上掏出澆冒口，使之成為陰模。從幾何形狀看，星云鏡的陰模與范的幾何形狀完全一樣。將陰模固定在木板上，表面涂抹脫模劑，套上木框，就可以翻制泥陽模了。 在圖 4 中共有 6 張圖，上左圖是大小兩個石陰模套在一起成為星云鏡的整體模。上右圖是將石陰模嵌在木板中成為星云鏡的陰模，并將陰模固定在平木板上。中左圖是用刷子將黑煙灰涂抹在模表面，為翻陽模后能夠順利脫開。中右圖是將一個木框套在陰模外后加 入泥料進行夯實。下左圖是將泥料一層層夯緊實并將木框夯滿。右下圖是夯實了的泥陽模順利地從陰模上脫下來了，左為陰模右為泥陽模。泥陽模需經(jīng)過陰干，焙燒成陶模后，才能在模上制泥范。 三、制作鏡范 制范需要用大量的泥料，包括制模的泥料都需要摻入砂料。我們采用了當?shù)氐耐亮?，將運回的生土夯成方形的土坯，裝進窯中焙干后取出，將其打碎后再磨細待用。采用長江邊沙灘上的細砂，按體積比土 60%砂 40%混合均勻成泥料，按一層泥料撒一層水堆起來，陳腐一天后將泥料摔成一塊塊約 10cm長、 10cm 寬、 20cm 高的泥料再 陳腐。等泥料的濕強度達到一個人的一只腳懸空，另一只腳踩在泥料上壓著不變形，泥料的濕強度就可以制模及夯泥范用了。制模與制范的泥料配比基本一樣，只是制范的泥料在料中需要再加入體積比 20%的草木灰。因為模只是為了制范，不與銅液接觸，而范是澆鑄用的，要直接接觸銅液，加入草木灰是為避免范面驟然遇到高溫銅液出現(xiàn)崩塊現(xiàn)象。 夯制泥范的工藝，是將泥料填入到星云鏡的陶模中，一層層地填一層層地夯實，一直將模的型腔夯滿。在圖 5 中，上左圖是燒制好了的星云鏡陶模，上右圖是將夯范的泥料正在填入模中用手壓實，并需要一層層地填一 層層地夯實。在下左圖中，可以看到又填入了一層泥料并在繼續(xù)夯，直到將模的型腔夯滿。下右圖是將夯好了的泥范脫出來后正在進行修整。如這樣的泥范我們夯制了一批，基本順利，沒有出現(xiàn)意想不到的事情發(fā)生。 四、陰干焙燒 夯出的泥范需要在相對封閉的環(huán)境中陰干，如果在室外見到陽光或者風吹，都會很快產(chǎn)生裂縫。關于這個問題。我們是有教訓的。我們將泥范放在操作間自然陰干數(shù)月后，將泥范放在倒焰窯中進行焙燒成為陶范。除了將鏡范裝入窯中外，還需要裝入相同數(shù)量的泥板范。澆鑄時，是一塊鏡范和一塊平板范配套合范。焙燒時是先 焙后燒，焙好后才能逐漸升溫。所謂焙，就是放在熱窯中不燒火。需要提前將窯燒熱，再將陰干了的泥范放進窯中將窯蓋封嚴，并需要焙 1 天的時間，第二天燒的時候才需要點火。約需要燒 40/小時，最高溫度約 1150度，甚至需要短時間的 1200 度。當燒制好后。打開窯蓋降溫。待能夠從窯中取出時，將燒好的陶范取出，放在干燥處自然冷卻待鑄。等到第二天，范已經(jīng)徹底冷卻到與室溫相同，人的手就可以自如地操作了。 這里需要說明，我們用的是鼓風倒焰窯，鼓風機是現(xiàn)代設備。而古代沒有鼓風機，漢代用的是皮囊鼓風，其風壓遠遠達不到現(xiàn)代鼓風機 的風壓。所以，古代燒窯的時間應該比我們燒窯的時間長數(shù)倍。 五、澆鑄清理及加工 將每一塊鏡范與一個平板范對合，用鐵卡子將合好的范卡緊，就可以立在沙床上待鑄。我們采用了焦炭爐熔煉青銅，其合金的化學成分為 Cu74%、 Sn24%、 Pb2%的配比進行熔煉。熔煉溫度 1200 度，熔煉好后靜置 5 分鐘，將坩堝從熔爐中提出澆鑄，澆鑄溫度約 1050 度。澆鑄后約 5 分鐘，將范打開，取出星云鏡毛坯。從范中取坯，總會帶破部分陶范。在圖 6中，上左圖是剛剛從陶范中取出的星云鏡毛坯。上右圖是取出鏡后已經(jīng)破損的陶范。中左圖是 將毛坯的澆冒口都去掉后正在進行打磨加工中的水磨工藝。中右圖是經(jīng)過拋光后的鏡背內向連弧紋。下左圖是將鏡面打磨拋光后，在室外鏡面反映出來的石頭墻及竹葉。下右圖是在室內鏡面反映出來的微機頁面。 六、結語 我們制作星云鏡的模是從春天開始，夏天將模制作完成，秋天制范，直到冬天才澆鑄成鏡。通過圖片可以看到，鏡面質量良好，這是因為在冬天澆鑄的結果。如果是夏天澆鑄，就不會有如此的質量。我們在長期的鑄鏡實踐中認識到，夏天只能澆鑄一些直徑 8cm 以下的小鏡，稍大一些的銅鏡，需，要等到冬天澆鑄，夏天幾乎沒有澆鑄 出過高質量的大銅鏡。此鏡的直徑為 16.2cm。如果需要好的質量，就需要等到冬天澆鑄。這里存在兩個問題，其一是因為夏天空氣的濕度大，燒好的陶范，很容易在自然冷卻過程中吸入空氣中的水分，造成澆鑄時型腔發(fā)氣，從而使鑄件成為廢品。冬天空氣濕度小，燒好的陶范在自然冷卻過程中吸入的水分有限。其二是因為合金在凝固時速度較快，其凝固過程中不能人為地進行干預。當冬天澆鑄時，由于陶范的范溫與室溫一樣，常會在 10 度以下，甚至在 0 度以下，這都屬于自然的。沒有人工的干預，其合金的結晶過程也是正常的，這時在陶范上面設置的冒口就可以正常地補縮，從而使鏡體合金達到縮補平衡。這樣鑄造出來的鏡體，自然是好質量。但如果是夏天澆鑄，首先是陶范吸水率遠大于冬天。再就是陶范的范溫不可能降到室溫以下，澆鑄后除了范體大量發(fā)氣造成的因素外，還有陶范保著溫，使得早該結晶收縮的合金推遲了收縮，這就會使得冒口失去了補縮的作用，最后造成鏡體合金中大面積的顯微縮松。所以，在夏天的這種環(huán)境中，是不會澆鑄出好質量銅鏡的。 通過范鑄模擬實驗可以看到，高錫青銅合金在不同的條件中會呈現(xiàn)不同的色澤。我們剛剛澆鑄出的毛坯是黑灰色，這是合金在從液態(tài)到固態(tài)時，由于受本身的高溫 作用形成的表面氧化層。其中鉛的氧化最為嚴重，以至產(chǎn)生黑灰層。但這一毛坯層非常薄，是微米級的。一經(jīng)打磨，就是淺黃色。這是因為將氧化了的毛坯層打磨掉了，露出了暫時沒有氧化的粗加工面為淺黃色。再繼續(xù)打磨加工，隨著打磨的細度越來越高，合金的顏色就會越來越白，一經(jīng)拋光，就會呈現(xiàn)出銀白色的鏡面。由此看來，古代采用高錫青銅鑄鏡，也只能是必然的選擇。因為只有到了 20%以上的含錫量