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2010-09-24 15:19

[楼主]

西藏铜币的科技分析

西藏铜币的科技分析
李涛毛振伟金普军王昌燧

　　西藏铜币是指旧西藏地方政府发行的在藏区流通的铜质货币，是藏银币的辅币。西藏铜币始铸于公元1909年，1953年停铸。笔者有幸得到一批(共十一枚)品相较为精美的藏铜币，按发行年代分为1927年版“雪冈”、1936年版“新雪冈”和1949年版“雪阿”三个版别。为了解铜币的保存现状、成份组成和制造工艺，分别采用x射线衍射仪、x射线荧光光谱仪和金相显微镜作表面锈蚀产物、表面成分和显微金相分析。
　　1 实验部分：
　　1．1样品介绍：
　　
　　样品分1927年版(五枚)“雪冈”、1936年版(五枚)的“新雪冈”和1949年版的“雪阿”(一枚)共三个版别。取四枚样品，记作ZB—1(1949版)、ZB－2(1936版)、ZB－3(1927版)和ZB－4(1927版)。在显微镜下观察，所有1927版的铜币表面都发现细小的绿色锈点，故取zB一3和zB－4，准备做锈蚀产物分析。样品描述见表I(图1)。

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1 楼

　　1．2仪器及实验条件：
　　x射线衍射仪(转靶D／Max—rA，日本理学电机公司生产)。工作条件：cuKa辐射，电压、电流为：40kV、100mA；20的测试范围：10～70°；量程为2000CPS；DS、SS和RS依次为1o、1o、0．15mm。
　　x射线荧光光谱仪(XRF－1800，日本岛津公司生产)，端窗铑(Rh)靶x射线光管，管压与管流为40kV－95mA；真空光路；Estimated FP软件系统进行定性、定量分析。
　　金相显微镜，5％的三氯化铁(FeCl3)溶液作侵蚀液，放大四百倍观察。
　　1．3分析结果：
　　1．3．1 zB－3和zB－4表面锈蚀产物的XRD分析结果显示：ZB－3(1927版)和zB－4(1927版)的表面锈蚀产物成分一致。1、2、3分别为SiO2、Cu2和Cu的衍射峰。没有检测到铜的其他锈蚀产物。
　　1．3．2 ZB—1、ZB-2、ZB-3和ZB-4的x射线荧光分析结果：
　　根据表Ⅱ，藏铜币中铜含量都超过了90％，都含有一定量的s、Fe、Ni元素和杂质元素，没有zn、Pb、sn，基本确定材质为红铜。杂质元素含量随着年代的推进而减少。
　　
　　此外，ZB－2、ZB-3和ZB-4检测到一定量的Cl，说明这三个样品中含有少量氯铜矿或粉状锈。之前在显微镜下观察到1927年版的藏铜币上都有绿色的小点，疑为铜的锈蚀物。或许是量太少的缘故，XRD结果并未显示出来。
　　需要特别注意的是在ZB—1和ZB-2中检测到的一定量的As；从成分看，藏铜币是红铜而不是合金铸造。故这批藏铜币的铜料应该来源于富砷的铜矿砂。近年来，在西藏地区发现了多处富砷矿床，有可能历史上西藏地方政府制造藏铜币的铜料中就有取自于当地的富砷矿料。但要确认这一点仅靠几枚铜币是欠妥的，如有机会得到更多的样品，对一系列的样品进行分析，则有望揭示出稳定的模式。

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2 楼

　　1．3．3 ZB-4的金相显微结果(图2)：
　　可以看出，在未侵蚀的样品上分布有众多不规则颗粒夹杂，侵蚀后的样品为锻造组织，夹杂物多分布于晶问，被拉长了，有经过再结晶的等轴晶及挛晶，属于典型的热加工组织。
　　金相显微结果表明这批铜币为典型的热加工组织，从而推断藏铜币为热压加工，即当铜液处于半流体状态时，使用钢质模具压铸成型，即现在的钢模压铸工艺，简称为机铸工艺。在此工艺中，材料在从熔点到凝固的冷却过程中会出现金属收缩现象，反映在钱文的字体、笔画、线条、图案的突出部位上，仔细观察这些地方，会发现突出的线条都有比较明显的收缩圆角，而且底部与钱肉相联处与翻铸工艺有很大差别。
　　2讨论
　　2．1 制作工艺：
　　
　　1928年时多带造币厂采用电力机器冲压制造出一种新版的“雪阿”铜币，这一年可作为水力制币和电力冲床冲压制币的分水岭。1931年，西藏地方政府将梅吉、罗堆、夺底三个造币厂合并为“扎什电力机器厂”，这也是西藏造币技术史上具有里程碑意义的事件。扎什造币厂成立以后，引进印度的制币机，采用电力冲床冲压的方式制造铜币，生产效率大幅度提高，制币规模扩大，铜币的制造能力也大大高于水力制币时代。
　　从年代上看，这批藏铜币都是机械化制币时代的产物。ZB-3和ZB-4的“雪冈”属1927版，推测采用了水力制动机器和粗糙的铜模制币，由于冲压力强不够，加之当时“雕刻汉字铜模亦未能精工”，因此纹饰刻画浅且不够清晰、线条模糊、纹饰部分容易被磨损。而1936版的ZB－2“新雪冈”和1949版的ZB－1“雪阿”纹饰精美、清晰，线条均匀、细腻，并且纹饰和字体深峻，极具立体感。应该是采用大功率的电力冲床和雕刻精美的模具制成。

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3 楼

　　1927版的藏铜币由于采用落后的水力制动机器和粗糙的铜模制得，其微观组织较疏松，容易发生腐蚀，从显微镜观察、XRD和XRF分析结果来看，已经有锈蚀产生，所以对这几枚钱币进行切实可行的保护处理迫在眉睫。
　　2．2保护方案：
　　这批藏铜币图案清晰，品相精美，是难得的收藏之物。但x射线荧光分析显示出，在ZB－2、ZB－3和ZB－4中含有一定量的cl，说明这三个样品中含有少量氯铜矿或粉状锈。
　　钱币表层的氧化亚铜(Cu2O)不稳定，是引发铜币生锈的重要隐患。因为在适宜的温湿度下，氧化亚铜(Cu2O)会与环境中的氯化物发生化学反应而形成一种蜡状的灰色物一氯化亚铜(Cuel)，而氯化亚铜在充分接触空气和水分时，就会发生下述反应：4CuCl+4H2O+O2→CuCl2·3Cu(OH)2(粉状锈)。而x射线荧光检测出的Cl也说明已经产生了锈蚀。

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4 楼

　　拟选择2－3％丙烯酸酯氯仿溶液作为钱币的表面封护剂。因为丙烯酸酯具备以下特点：成膜性好且有柔韧性，耐冲击力强，耐水耐酸碱、耐光耐侯性良好，容易配制成溶液，十分方便。低浓度的丙烯酸酯氯仿溶液均匀涂在钱币表面，可以形成一层无色致密的保护膜，从而形成“无水、无氧、无盐、无有害气体”的微环境，同时丝毫不影响钱币的观赏效果。
　　致谢：本文中藏铜币的文字识别由西北大学考古系凌雪老师、孙丽娟老师和洛桑单增同学帮助完成，在此表示由衷地感谢。
　　(责任编辑：高聪明)

原版页码：42,43,44原版全文