Ứng dụng nghiên cứu thành phần hợp kim đồng trong việc xác định niên đại các di vật văn hóa.

0
148

ỨNG DỤNG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HỢP KIM ĐỒNG TRONG VIỆC XÁC ĐỊNH NIÊN ĐẠI CÁC DI VẬT VĂN HÓA.

*Ths Lê Cảnh Lam, *PGS.TS Nguyễn Quang Miên, **Nguyễn Hương Giang

*: Viện Khảo cổ học, **: Trung tâm Bảo tồn di tích Thành cổ Hà Nội

Trong công tác xác định niên đại hiện vật đồng bằng khoa học tự nhiên có thể sử dụng các phương pháp phân tích đồng vị C14 nếu trong  hiện vật vẫn còn lõi khuôn chứa tro trấu hay các bã thự vật bị than hóa, hoặc cũng có thể xác định gián tiếp di vật khác nếu khi khai quật nằm trong hoàn cảnh được xác định là tuyệt đối tin cậy như trường hợp hiện vật đồng nằm trong quan tài mộ thuyền, hoặc đồ tùy táng có chất liệu gốm men, hiện vật đồng thuộc con tàu đắm… Với những trường hợp được xác định mối liên hệ khi khai quật là tuyệt đối tin cậy đó thì có thể sử dụng phương pháp xác định niên đại C14 hoặc nhiệt phát quang để xác định niên đại thông qua một hiện vật khác.

Trong thực tế đa phần các di vât văn hóa nhất là các hiện vật thuộc giai đoạn lịch sử thường nằm trong địa tầng xáo trộn có nhiều thời kỳ. Đặc biệt là nhóm hiện vật sưu tập của các nhà sưu tập thường không có lý lịch khoa học khi khai quật và các loại tiền cổ được đúc vào thế kỷ 18-19 nhưng lại mang các niên hiệu thời trước đó như thời Tống, Nguyên –Trung Quốc hoặc thời Trần – Việt Nam. Với những loại hình hiện vật chỉ còn mỗi hợp kim đồng thì việc xác định niên đại dựa vào thành phần hợp kim và patin, yếu tố kỹ thuật rất có ý nghĩa.

  1. Mối quan hệ giữa thành phần hóa học đồng và hợp kim đồng với niên đại.

Theo tiêu chí phân loại các thành phần nào có hàm lượng từ 1% trở nên được coi là yếu tố nhân tạo, được con người phối trộn vào tạo thành hợp kim. những thành phần có hàm lượng nhỏ hơn được cho là tạp chất. Dựa vào hàm lượng thành phần người ta viết hợp kim theo thứ tự từ nguyên tố nhiều nhất đến nguyên tố thấp nhất.

Theo phân loại hợp kim đồng  hiện đại được phân ra làm 3 loại cơ bản:

  • Đồng đỏ (copper) là đồng nguyên chất có hàm lượng 99% trở nên.
  • Đồng thanh (bronze) là hợp kim đồng thiếc Cu –Sn.
  • Đồng thau (brass) là hợp kim đồng kẽm Cu –Zn

Tuy nhiên ngoài những hơp kim trên, trong các hợp kim cổ có tới khoảng hơn 10 loại hợp kim, với thành phần có thể lên đến 4-5 thành phần.

Trong lịch sử giai đoạn kim khí thì những văn hóa phát triển sớm như vùng Cận Đông, Lưỡng Hà như Xiri, Ai Cập, Palextin, bán đảo Crit bắt đầu từ giai đoạn đồng đỏ và phần lớn Cu-Sn thay thế Cu-As. Ở Anatoni Cu-As xuất hiện vào thiên niên kỷ V trước công nguyên, ở Châu Âu vào nửa đầu thiên niên kỷ thứ II trước công nguyên, ở Xibiri vào hậu kỳ đồng thau (chủ yếu trong văn hóa Karaxuc). As là một chất làm giảm độ nhớt của hợp kim đồng, với một lượng vài phần trăm giúp cho khả năng loang rộng của “nước đống” điền kín khuôn, tránh những lỗi thủng, thiếu của hiện vật [16]

Các vật phẩm đồng thuộc văn hóa Phùng Nguyên, Đồng Đậu ở nước ta tiếp nhận kỹ thuật luyện kim muộn hơn ở giai đoạn đồng thau (Cần hiểu giai đoạn đồng thau trong lịch sử là Cu-Sn, khác với định nghĩa đồng thau là Cu-Zn của nghành luyện kim hiện đại). Việc chuyển từ hợp kim đồng đỏ sang Cu-Sn là cuộc cách mạng kỹ thuật luyện kim lần thứ nhất bởi lẽ đồng đỏ có nhiệt độ nóng chảy 1086oC nên nó dễ dàng bị đông đặc khi đúc gây khó khăn cho việc đúc các hiện vật có kích thước lớn. Mặt khác các dụng cụ, khuôn muẫu, nồi đúc đòi hỏi phải chịu được nhiệt độ 1200oC [9]. Nếu  thêm 15% Sn thì hệ etectit Cu-Sn nóng chảy ở 960oC, nếu thêm 25% thì độ nóng chảy xuống còn 800oC [27].

Xem chi tiết tại: https://docs.google.com/document/d/1783IyOhhl6RJZ9q5plREGy_S9Oq-TZaA/edit?usp=sharing&ouid=113511457597131764762&rtpof=true&sd=true