熔點#為何人類要先用青銅器，而不是直接使用鐵？其中奧秘令人意外

“青銅”的定義有廣義、狹義二說。
廣義的“青銅”泛稱所有以銅為主的合金。依據此說，青銅無疑是人類最早使用的合金。古代青銅主要是指銅錫合金。現代金屬材料學將銅、錫合金稱為錫青銅，將銅、鉛合金稱為鉛青銅，將銅、鋁合金稱為鋁青銅等，這也與此廣義的“青銅”定義相合。狹義的“青銅”則是指銅、錫合金。
如果在此定義下的青銅中再加入鉛，即可稱鉛青銅，加入磷，則稱磷青銅。

文章插圖

中國古代青銅器主要包括以下三種：
1、錫青銅。成分主要是銅、錫(含量高于2%)，其它元素微量(均低于2%)。
2、鉛青銅。成分主要是銅、鉛(含量高于2%)，其它元素微量(均低于2%)。
3、銅、錫、鉛三元青銅。成分主要是銅、錫(含量高于2%)、鉛(含量高于2%)，其他元素微量(均低于2%)。
上面所說的銅是指紅銅，即自然銅，亦稱純銅。含銅量高達98~99%的紅銅，具有紅色的金屬光澤，故名。
在自然界中，存在著天然的純銅，其布氏硬度僅35，可以直接錘打成器。
而田野考古發現證明，紅銅在最初被使用時，確實是以直接打制的方法來制造器具的。迄今所知較早的紅銅器，發現于土耳其恰約尼前陶新石器時代遺址中，是用自然銅礦石直接打制的鉆孔珠、方形的擴張錐別針等，其年代在7500年左右。
在伊朗的阿里克什曾發現一顆小銅珠，是用0.4毫米厚的銅片卷成的，其質料為自然銅，年代亦早到公元前七千年。
在伊朗的錫亞爾克北山也發現一枚將自然銅作大量加工制成的銅針，屬于公元前五千年中期。

文章插圖

在齊家文化遺址中出土的我國早期銅器中的紅銅器也多有直接打制成形的。
二、銅是如何被人發現的？
學者們對自然銅的被發現及其利用方法做過如下推測：
石器時代晚期的人類在尋找合適的石料以打制石器時，自然銅是不難發現的，最初大概他們也將自然銅礦石作為石料去打制、磨制以做成器物，在實踐中發現自然銅有一種石頭所無法比擬的優越性，不像石頭那樣容易碎裂、剝落，而是可以錘薄，甚至拉長而且銅制器還發出悅目的金屬光澤，用以制成裝飾品佩戴，可以裝點美化自己的生活。
這大概是自然銅最初被利用的情況。經過長期的實踐與多次試驗，人類又認識到將自然銅加熱到一定溫度，可以增加銅的可塑性，從而能按照需要將自然銅鍛打成稍復雜的形狀。
這種直接利用天然銅依靠打制的方法制造器物的實踐，使人們對銅這種金屬的物理性質有了初步的感性認識。
后來，使用自然銅的原始人類進一步發現，如果將銅“放到火里燒燒，打制起來就更容易了，要燒到當時燒陶的最高溫度或更高一些，紅銅就可能熔化，熔化的銅水可以流動，凝固后又能隨容器凝成一定形狀''。
這就是鑄造的萌芽。學者已經指出，由于銅的熔點只有1083℃，原始社會晚期燒陶溫度已達到這個水平，當時的陶窯溫度能達到1000℃，或更高一點的溫度''。

文章插圖

自然銅畢竟是較少的，多數的銅要由冶煉銅礦石取得。銅的冶煉術是如何發明的呢?
學者曾推測，
正是為了取得多種材質制造工具與容器，人們可能為取得某種石料以火燒石(將石烘烤熱，再以水潑，促其開裂)，從而導致金屬冶煉發生。如果燒的是含銅礦物，熔融、析出銅珠，即可能導致冶銅術的發明。