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春秋战国时期青铜剑的合金组成中,铜与锡的含量依制作的年代、地点、原料来源、工艺的不同而不同。一般说来,铜的含量稍高,锡的含量稍低,此外,合金中常常还含有铅、铁等其他成分。
越王勾践剑的含铜量约为83%,含锡量约为17%,另外还有少量的铅和铁,可能是原料中含的杂质。青铜剑的主要成分铜是一种不活泼的金属,在日常条件下一般不容易发生锈蚀,这是越王勾践剑不锈的原因之一。
越王勾践剑位于古墓主人的左侧,插在髹漆的木质剑鞘内。这座墓葬深埋在数米的地下,一椁两棺,层层相套,椁室四周用一种质地细密的白色黏土填塞,其下部采用的是经过人工淘洗过的白膏泥,致密性更好。加上墓坑上部经过夯实的填土等原因,使该墓的墓室几乎成了一个密闭的空间,这么多的密封层基本上隔绝了墓室与外界之间的空气交换。在完全隔绝氧气的条件下,即使在中性或微酸性的水中,钢铁都不会生锈。这又是越王勾践剑千年不锈的原因。
此外,还有证据可以证明,越王勾践剑的不锈之谜完全是它所处的环境条件所致:第一,越王勾践剑不是绝对的没有生锈,只是其锈蚀的程度十分轻微,人们难以看出。该剑发现后一直放在囊盒中妥善保管,但是,40多年以后,该剑的表面已经不如刚出土时明亮了。这说明在目前这样好的保管条件下,锈蚀的进程也是难以绝对阻止的。
第二,与越王勾践剑同时发现的还有3把青铜剑,这3把青铜剑都放在该墓棺外的椁室内,相对说来,它们所处环境的密封程度不如越王勾践剑密封得好,但是它们的锈蚀程度也较轻,甚至与越王勾践剑完全相同。
第三,发现于江陵马山楚墓与越王勾践剑时代相近、制造工艺也相近的吴王夫差矛,由于该墓保存情况不好,棺木等大都已经腐烂。夫差矛不仅矛柄几乎全部腐烂,其青铜表面也都布满了绿色的锈层。
以上所述均已说明,越王勾践剑能够不锈完全是它所处的环境条件所致。勾践剑表面上的硫化物,其实是墓室中尸体、丝绸衣物、食物等腐烂后产生的。
在用剑时,人的手指会经常摸到剑身,从而很快就将该处的硫化铜抹去,古代工匠们也并没有在越王勾践剑的表面采用过硫化处理。但尸体、丝绸衣物、食物等腐烂后都会产生相当多的硫化物,这就是越王勾践剑上硫的来源。
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原因在于剑身上被镀上了一层含铬的金属。