被压弯了两千年的古剑在出土瞬间反弹平直?看科学家析其逆天表现

2020-11-04 16:57:34 作者: 被压弯了两千

据说,1974年,秦兵马俑1号坑的发掘过程中,考古专家发掘在11号过洞处发现了一把青铜剑。这把青铜剑的处境很不妙,剑柄陷泥,剑尖被一尊重达 150公斤的陶俑死死压住,致使剑身弯曲——弯曲角度接近45度。让人难以置信的是,当考古专家们将陶俑搬开,这把又窄又薄、被压弯了2200多年的青铜剑,竟在一瞬间反弹平直,自然恢复。在场的考古专家全惊呆了!要知道,这种特殊属性只有“形态记忆合金”才具备。而形态记忆合金是在1932年才发现,首次应用则是在1969年。真是逆天了!难道,2200多年前的秦朝人,竟然已经掌握了“形态记忆合金”制造技术?!

可惜的是,以上这段“据说”仅仅只是“据说”,并不见于任何现场考古学家的报告和记述。

1994年3月1日,秦始皇兵马俑2号俑坑正式开始挖掘。这次,又陆续出土了18把青铜剑。

这些剑同样有其逆天之处。

逆天处一:本来,青铜材料易折易断,用以铸剑,只能铸成短剑,并且剑面必须足够宽。以号称“中华第一剑”的越王勾践剑为例,其全长不过55.6厘米。而秦兵马俑1号坑于1974年发掘出的青铜剑,以及这次出土的18把青铜剑,长度都超过了80厘米,最长的将近95厘米!

逆天处二:已经出土的19把青铜剑剑身都有8个棱面,通过用游标卡尺测量,考古专家发现,这8个棱面误差不足一根头发丝,并且剑剑如此,结构精密,让人惊叹。

逆天处三:这些青铜古剑在地下已沉睡了2200多年,出土时,都光亮如新,剑身平滑,刃部磨纹细腻,锋利无匹。试之以纸,一划可透18层报纸。

为了破解这些逆天之谜,考古专家把这些青铜剑先后分送中国地质科学院、中国有色金属研究院、上海冶炼厂等单位,进行激光显微光谱、电子探针、X光荧光检测和化学定量分析。

检测结果出来,举世哗然。

秦陵考古队首任队长袁仲一说:剑表面有一层密密的铬盐氧化屏,厚约十微米,相当于一张报纸厚度的十分之一,含铬量为百分之O点六至百分之二。正是有了这层灰色的含铬保护层,起到了强有力的抗銹耐蚀的作用。这比吴、越王剑表面采用硫化处理的防腐性能又提高了一步。

在剑身上镀铬盐化合物,学术界称为“铬氧化法”。

这种“铬氧化法”是近代德国人、美国人研究出来的先进工艺。德国人于1932年、美国人于1950年先后对这种“铬氧化法”申请了专利。

可是,从对这些剑的检测结果来看,似乎,早在春秋战国时期,中国人就已掌握了这一先进的工艺。

这样的结论,是不是太恐怖了点?!

于是有人开玩笑说,应该是外星人把这种方法传授给秦朝人的。

另外有检测数据表明,这批青铜古剑表面(边部)含锡量为31%,内部(中心)含锡量为21.4%。

造成这种内外含锡量差别的原因是铸造过程中发生锡的逆偏析(反偏析),即高锡青铜液注满范腔后,凝固过程中结晶速度快的部位含锡量高,结晶速度慢的部位含锡量低。

由于含锡量的高低直接影响到该部位的硬度,而剑体刃薄,凝固快、结晶早,则其硬度值远高于剑体的其它部位,因而锋利无匹。

但内外成分不均匀就会降低合金力学性能,使其组织趋向稀松,抗压抗击性能差。

青铜兵器的性能主要体现在三方面上:硬度、塑性和抗拉强度。

这三方面性能都和含锡量有关。

随着含锡量的增加,其硬度可以不断上升;但其伸长率(塑性性能)在超过3%含锡量后就不断下降,超过22%含锡量后,趋近于0%。抗拉强度则会在18%含锡量时达到顶峰,之后迅速下降。

所以,含锡量超过20%后,青铜塑性极低,基本上无法形变,抗拉强度也很低,工业上已无实用价值。

本来,对于含锡量较低的青铜,其塑性数值较高,可以通过冷锻来提升硬度和强度。但含锡量太高,硬度高、塑性低,无法采取冷锻技术,只能通过淬火、退火等法进行热处理。

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