时间：2022-12-08 22:55:56 | 浏览：154
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冶炼铜
铜，是人类使用最早的金属之一，而铜的合金——青铜，更是人类从史前到文明初期都最为重要的金属！由青铜铸造出的各种工具、武器、器物，替代了原有的木质、骨质、石质、红铜质的工具，极大增加了人类生产力的发展，使得人类文明得以向前迈出一大步，它的运用无可争议的起到了划时代的作用，因此史学家将这个时间段统称为青铜时代。
描写青铜时代的油画
青铜时代的青铜工具
人类最早使用的铜器是红铜器（纯铜），由自然铜（天然铜）制作。自然铜具有一定的硬度、金属光泽和延展性，熔点为1083摄氏度，但无需冶炼就能制作成铜器。
自然铜
我这里所说的红铜、赤铜、紫铜、纯铜其实都是“自然铜”，是铜元素在自然界天然生成的各种片状、板状、块状集合体，未经人工参杂其它物质，含铜量能达到99%以上！自然铜有大有小，有的和砂砾一样大，有的甚至重达几十吨。
这个好像是世界上最大的自然铜，重约26吨，含铜量好像是99.95%
虽然铜矿在现实生活中比较少见，很多人甚至一辈子都没见过自然铜，但这玩意儿只是相对稀有，在世界上的一些地方，铜矿是很丰富地，自然铜块也不少见，开采方便，所以当地的人类自远古时代就已经对自然铜进行了应用。
自然铜也叫红铜、赤铜、紫铜
人类最先使用的自然铜块普遍不大，因为太大的铜块对早期人类来说不易加工（比如几百公斤的），所以人类会挑选大小合适的自然铜制作小型器物，如饰品、箭头、小刀等。后来，人类在对自然铜块的应用中逐渐掌握了将铜碎、小块自然铜融合或将大块自然铜分离的技术，并最终掌握了用木炭还原铜矿石（氧化铜）的技术，为制作铜合金（黄铜、青铜）打下了基础。
小块的自然铜无法直接制作成工具，需要融合成大块的
关于人类为什么会闲着没事儿使用自然铜，考古学上有很多的假设、猜想，其中最靠谱的解释是——人类的爱美之心使得人类选择了自然铜！
含铜量极高的孔雀石，非常漂亮，人类看见根本把持不住
自然铜很多都是直接暴露在地表上，易于采集，而未氧化的自然铜有很漂亮的金属光泽和色彩，并且和一些色彩艳丽的铜矿石——孔雀石（颜色碧绿、很艳丽，纹理与孔雀的羽毛相似）和硅孔雀石等混杂在一起。
铜矿山
而人类则是对色彩非常敏感的动物，像自然铜、孔雀石这样天然自带鲜艳颜色的“石头”，对人类来说无异于“妖艳贱货”，不拿来制作成饰品送给小姐姐都说不过去！（最早的铜饰品就是自然铜锻打出来的，年代能追溯到公元前9000年左右）。
硅孔雀石也很漂亮，你要是在野外发现，你不得凿下一块带走？
正是早期人类在制作饰品的时候，发现这种漂亮“石头”硬度适中，延展性还强于其他普通石头！甚至不需要经过加热、冶炼，只使用硬物不断的锻打，就能让自然铜变成自己想要的形状，于是红铜器应用的更广泛了，不在只有饰品，斧头、箭头、针、铜锥、刀片等红铜器都在这一时期被制作出来。
红铜斧
但这种自然铜制作的器物，也就是“红铜器”应用的虽然很广泛，但对人类的影响并不是非常重要，它没有像青铜、铁那样淘汰旧技术、引发新的技术革命！红铜太软了，还容易弯曲，制作的刀子也很快会变钝！锻打虽然能提高红铜器的硬度，但提高的很有限，哪怕是后来人类学会了用折叠锻打自然铜块，并使用淬火、退火等金属热加工技术也无法为红铜增加太多的硬度（比石器软很多）。
红铜针
因此红铜器完全可以被石器、木器、骨器替代，它虽然有用，但并不必要，这也是为什么考古学家把这一时期称为“铜石并用时代”的原因。
浇筑红铜斧
著名冰山木乃伊——奥兹的红铜斧，距今5300年
关于人类为什么会从直接运用自然铜→冶炼铜矿石制作纯铜或铜合金，考古学家也给出了解释——人类冶铜技术发源于早期人类烧制陶器积累起的丰富经验和将小块自然铜重新加热融合的技术。
木盆里是小块铜
虽然早期人类能直接使用的自然铜块都不大，但还是有一些极小的自然铜块人类无法直接使用，比如砂砾大小的，所以一些早期人类就把从河流里收集到的自然铜铜砂聚集在一起熔炼，使其融合成大块的红铜，或者直接熔成铜水后浇筑成想要的器物（当时的先进技术），然后在此基础上人类又经过长时间的摸索，终于掌握了使用木炭还原铜矿石制作纯铜的技术。
将小块自然铜砂融合为一大块自然铜
也有人抱有不同的观点：认为有的地区并不是在熔炼小块自然铜的过程中掌握冶炼铜矿石的技术，而是在日常生活中直接发现了铜矿石在木炭的长时间加热下“还原”出了纯铜，从而掌握了使用木炭还原铜矿石制作纯铜的技术。
使用木炭从铜矿石内还原出纯铜
但无论如何，这种从铜矿石中获取纯铜或铜合金的技术被人类掌握了（想知道具体流程吗？关注我！我教你），这个技术的意义很重大，是人类制作青铜的前提条件。
小编在这里说的很简单，但其实早期人类从发现并利用纯铜，到冶炼铜矿石获得纯铜，人类经历了相当漫长的一段摸索时光，而且古人冶炼铜矿石得到的铜其纯度还低于自然铜。
冶炼得到的铜，含铜量不如自然铜
关于人类是如何用木炭冶炼出纯铜和铜合金的具体操作过程，我将会在近期发一篇详尽文章，保准将大家都教会！求关注~
下面我来讲一讲对人类文明进程影响极为深远的铜合金。
铜合金不是纯铜！纯铜掺杂一种或几种其它物质之后（如锌、铅、锡、镍）就变成了对人类极为有用的各类铜合金，像白铜、黄铜、青铜等都是铜合金。
锡矿石
中国是世界上最早掌握黄铜冶炼技术的文明
在中国的陕西，考古学家发现了距今6700年的黄铜器物（铜锌合金，简单黄铜），是早期人类直接使用铜锌矿石冶炼出来的，其冶炼方法跟使用孔雀石冶炼纯铜一样，基本上就是矿石加木炭燃烧，然后从矿石中还原出黄铜或纯铜（想知道具体方法吗？关注呀~）。
铜锌矿石是制作黄铜的原料
这时得到的铜合金块还属于人类无意识的产物，但后来在人们长时间的摸索下，人类制作出了极高炉内温度的熔炉，能将纯铜直接融化为铜水，然后还发现了各种金属和纯铜进行配比熔炼能得到不同属性的铜合金。
将纯铜直接融化为铜水，可以往里面放其他元素
而在古人制作的所有铜合金里，锡青铜（青铜）是最为重要的合金，坚硬，易熔是他的特性，极为有用。它是人类在纯铜中加入锡、铅、磷等元素后而得到的铜合金，加入不同比例的锡能得到不同特性的锡青铜（青铜其实是金黄色的）。
新制作的青铜斧头
《周礼·冬官·辀人》记述了中国古人用青铜铸造不同物件所采用的铜锡比例:“金有六齐（方剂），六分其金（铜）而锡居一，谓之钟鼎之齐；五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐；四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐；三分其金而锡居一，谓之大刃之齐；五分其金而锡居二，谓之削杀矢（箭）之齐；金锡半，谓之鉴（镜子）燧（利用镜子聚光取火）之齐。”
青铜剑
与自然铜相比，锡青铜的强度高而且熔点还低，一些青铜的熔点仅在700～900℃之间，而自然铜的熔点为1083℃，所以青铜比纯铜熔炼容易，而且最主要的是青铜足够坚硬！经测定红铜（自然铜）的硬度为布林氏硬计35度，加锡5%，其硬度就提高为68度，加锡10%，即提高为88度，加锡越多，则硬度越大（也不能太高，否则会很脆），而且再经锻打、淬火，锡青铜的硬度还可进一步提高，甚至比纯铁还坚硬。
青铜刀
正是易融、易铸、坚硬还有点柔韧的良好特性让青铜在早期人类文明里极为流行，以至于历史学家直接称这个时期为青铜时代。
青铜剑
讲到这里，早期人类使用铜器的大致历程就出来了——人类最先使用纯铜制作器具→掌握了碎铜（纯铜）的熔炼结合技术→在熔炼的过程制作出了铜合金→掌握了用木炭还原铜矿石制作纯铜和铜合金的技术→发现了最有用的铜合金，并开始有意识的制作青铜。
早期青铜刀片
求关注、点赞、转发、评论，这篇文章只是冶铜的前导文章，关于冶炼铜器的一整套流程，我将会在近期发布，敬请期待~
小编曾发过冶铁的文章，大家也可以去看看→黑人跨入铁器时代的关键！揭秘两千年前的黑人冶铁术，包教不包会