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書友吧第1章 材料類發明(1)
1.陶瓷
奇跡概覽
陶瓷是陶器和瓷器的總稱,是指以粘土等無機非金屬礦物為原料的人工工業產品。它一般是用可塑性制瓷粘土做胎體,用長石和石英等原料制釉,通過成型、干燥、燒制而成的制品,從最粗糙的土器到最精細的精陶和瓷器都屬于陶瓷的范圍。
最早的陶器僅僅作為器皿被應用于日常生活,后來隨著時代和工業的發展,陶瓷逐漸呈現出其藝術價值。至今,陶瓷已經發展為陶瓷工業。因此,現今的陶瓷主要分為日用、藝術欣賞和收藏以及建筑陶器,陶瓷以它不同的品種和價值呈現在人們的生活中。
⊙奇跡探秘:
1. 陶瓷是在什么時候被發明的?是哪個國家的人發明的?哪個國家的陶瓷最有名?
陶器的發明是原始社會新石器時代的一個重要標志。中國是世界上最早燒制和使用陶器的國家之一。早在10000年前,中國古人就把黏土塑造成需要的造型,燒制成不同種類的生活器物,這就是最早的陶器。
隨著陶器的發展,早在歐洲人掌握瓷器制造技術1000多年前,中國人就已經制造出很精美的瓷器。而英文中的“china”是陶瓷的意思,而大寫后的“China”就是中國,這就表明了中國就是“陶瓷的故鄉”。
2. 陶器和瓷器一樣嗎?如果不一樣,那它們有什么不同呢?
瓷器和陶器是兩種不同的物質,但是,兩者又存在著密切的聯系。瓷器是在陶器技術不斷發展和提高的基礎上產生的。陶器的出現可以追溯到8000或9000年以前,瓷器的出現則是在商周時代,距今有3000多年。商代時期,白陶的燒制成功標志著瓷器制造的開始。
陶器與瓷器的區別主要有如下幾點:一、燒成溫度不同。陶器燒成溫度一般在800℃左右,瓷器的燒成溫度大都在1300℃左右。二、堅硬程度不同。陶器燒成溫度低,胎體硬度較差,敲擊時聲音發悶;瓷器的燒成溫度高,胎質堅固致密,敲擊時聲音很清脆。三、使用原料不同。陶器的胎料是普通粘土,而瓷器的胎料則是瓷土,即高嶺土(因最早發現于江西景德鎮東鄉高嶺村而得名)。四、透明度不同。陶器不具備半透明的特點,而瓷器的胎體無論薄厚,都具有半透明的特點。
以上幾個方面中,最主要的條件是原材料和燒成溫度。因此,制陶工匠一旦掌握了燒成溫度的技術,并認識到高嶺土與一般黏土的區別,便具備了發明瓷器的條件。
走近奇跡
說到陶瓷,就不得不從考古學家所發現的出土文物中去尋找古人使用和制造陶瓷的足跡。
1986年,考古學家在河北省徐水縣南莊頭遺址發現了很多陶器碎片,是迄今為止中國發現的最早的陶片,距今約有10800年到9700年。從這些殘陶片中,可以看出當時的古人尚未使用窯爐制陶,而是平地堆燒。其中,陶片的器型都是用盤筑或手工捏成型的罐、缽之類的小型陶器。雖然這些陶器原料粗糙、造型簡單、燒成溫度低,但它大大地改進了原始人的生活質量。
1973年,考古學家在河北省武安縣發現的磁山遺址中,有大量距今7900年以上的陶器,其中主要有鼎、罐、盤、三足壺、三足缽、雙耳壺等,器物大多是素面無紋,部分陶器飾有花紋。由此可以推斷,人類的祖先最初用陶器作為儲存食物的器皿。
距今6000年的仰韶文化時期的陶器以紅陶(由于陶坯與大量空氣接觸燒成的陶器為紅色)。從出土的文物來看,當時的制陶業已比較發達,燒制陶器的土是具有一定塑性的黏土,部分小型陶器已經采用模子制作了。到了仰韶文化后期,人們不再把陶器直接放在火焰上燒烤,而是開始使用陶窯燒制陶器,這是一個相當大的進步。而最能反映當時制陶水平的是細泥彩陶,它的表面呈紅色,里表磨光,且造型獨特,陶器上還繪有生動逼真美麗的圖案,可見當時的制陶工藝已達到相當成熟的階段。
隨著社會的不斷進步,陶器的質量也逐步提高。到了商代和周代,已經出現了專門從事陶器生產的工種。正是這個時期,人們在制陶的過程中發現原材料和燒制溫度的變化會導致陶器的質地和外表的不同,因此,瓷器逐漸發展起來。
在商代和西周遺址中發現的“青釉器”已明顯的具有瓷器的基本特征。它們質地較陶器細膩堅硬,燒結溫度高達1100-1200℃,器表面有一層石灰釉。但是它們與瓷器還不完全相同,所以,被后人稱為“原始瓷”或“原始青瓷”。
原始瓷從商代出現到東漢時期,歷經了1600-1700年的變化發展,由不成熟逐步到成熟。東漢以來至魏晉時制作的瓷器為青瓷,加工精細,胎質堅硬,表面施有一層青色玻璃質釉。到了南北朝時期,中國白釉瓷器的制造逐漸發展起來。到了唐代,瓷器燒成溫度達到1200℃,瓷的白度也達到了70%以上,接近現代高級細瓷的標準。
而宋代的瓷器,不僅在胎質、釉料和燒制技術等方面有了新的提高,而且在工藝技術上有了明確的分工,這使中國瓷器的發展進入了一個重要階段。明清時期可稱之為我國陶瓷生產的黃金時代。當時,景德鎮青花瓷器成為我國陶瓷生產的主流。而青花瓷器的發展和盛行,改變了一直以來以青瓷為主的生產格局。康熙、雍正、乾隆三代時期,工藝技術較為復雜的瓷器產品多有出現,各種顏色釉及釉上彩異常豐富,因此,被認為是整個清朝統治下陶瓷業最為輝煌的時期。
而隨著近代科學技術的發展,近百年來又出現了許多新的陶瓷品種。它們不再使用或很少使用粘土、長石、石英等傳統陶瓷原料,而是使用其他特殊原料,甚至擴大到非硅酸鹽,非氧化物的范圍,并且出現了許多新的工藝。
縱觀陶瓷的發展史,它已經成為中華文明史的一個重要的組成部分。無論任何一個年代,中國瓷器始終因極高的實用性和藝術性而備受世界人士的推崇。
⊙奇跡探秘:
3.陶瓷上的釉是什么?有什么作用? 釉都有哪些種類?
釉是一種硅酸鹽,陶瓷器上所施的釉一般以石英、長石、粘土為原料,經研磨、加水調制后,涂敷于坯體表面,經一定溫度的焙燒而熔融,溫度下降時,形成陶瓷表面的玻璃質薄層。它使陶瓷器更加堅固,同時也可以防止液體、氣體的侵蝕。釉還有增加瓷器美觀和便于洗拭、不被塵土粘染等作用。釉的種類很多,由于不同種類的釉中所含氧化金屬物的不同以及燒成氣氛各異,釉色有青、黑、綠、黃、紅、藍、紫等不同的色彩。
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【陶瓷的名品代表】
白陶:是指器胎的表里都呈白色的一種陶器,器胚多是手工捏成,胎體以瓷土或高嶺土為主要成分,燒成溫度在1000℃左右,因此是陶器向瓷器的飛躍。
彩陶:是指以赤鐵礦粉和氧化錳為顏料,使用類似毛筆的工具,在陶坯表面上繪制各種圖案,入窯經火燒后,在橙紅的底色上,呈現出黑、紅、白等顏色的陶器。
黑陶:是在器物燒成的最后一個階段,從窯頂徐徐加水,使木炭熄滅產生濃煙,并有意讓煙熏黑而形成的黑色陶器。
唐三彩:是一種盛行于唐代,以黃、褐、綠為基本釉色的陶器,被后人稱為“唐三彩”。
青花瓷:又稱白地青花瓷器,是用含氧化鈷的鈷礦為原料,在陶瓷坯體上描繪紋飾,再罩上一層透明釉,經高溫火焰一次燒成。青花是中國瓷器制造技術中的一種工藝手法,原始青花瓷于唐宋已見端倪,今以景德鎮出產的最為著名。
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【景德鎮瓷器】
景德鎮,位于江西省東北部的長江河畔,地處贛、浙、皖三省交界,是中國唯一一座以生產陶瓷而著稱的古老城市。景德鎮自五代時期開始生產瓷器,至今已經走過了1000多年的發展歷程。景德鎮素有“瓷都”之稱,這里千年窯火不斷,其瓷器以“白如玉,明如鏡,薄如紙,聲如磬”的獨特風格享譽海內外。景德鎮的玲瓏瓷、青花瓷、粉彩瓷、顏色釉瓷合稱景德鎮四大傳統名瓷。因此,景德鎮陶瓷藝術是中國文化寶庫中的重要財富。
2.青銅冶鑄
奇跡概覽
青銅是世界冶金鑄造史上最早的合金,也是人類歷史上一項偉大的發明,青銅鑄造工藝的產生,結束了漫長的石器時代,預示著一個新的時代的來臨。它帶動了農業和手工業的發展,并且促進了車、船、雕刻、金屬加工等制造技術、以及軍事和經濟社會的發展,帶來了技術革命的曙光。青銅器的應用,代表了當時的科技水平和文化藝術水平,也是一個時代的標志。
⊙奇跡探秘:
1.青銅冶鑄技術是在什么時間發明的?
公元前3500年,古代的中國人把錫和銅混合冶煉成為青銅合金,從此發明了青銅冶鑄技術,并用此發明制造出了各種可以應用的工具和器具。
2.中國出土的最早的青銅器是什么?
1975年,中國發現了第一件青銅器,是甘肅省東鄉縣林家村出土的馬家窯文化的青銅小刀,年代約為公元前2700年。
3.目前,世界上發現的最大的青銅容器是什么?
司母戊鼎,又稱司母戊大方鼎,1939年3月出土于河南省安陽市,是目前世界上發現的最大的青銅容器。司母戊鼎是中國商代后期王室祭祀用的青銅方鼎,它高133厘米、長110厘米、寬79厘米、重約832千克。該鼎曾是商王武丁的兒子為祭祀母親而鑄造的。現在保存于中國歷史博物館內。
走近奇跡
在距今約5800年的西亞,人類學會了用氧化銅礦石與木炭混合加熱還原得到金屬銅。但無論是用天然銅還是人工銅制成的工具都比較軟,不易保持銳利的鋒刃。經過上千年的摸索,人們漸漸懂得在銅中摻入錫,形成的銅錫合金,這種技術的應用使得工具更硬,更易于加工和鑄造,于是便出現了青銅。
青銅鑄造業在石器加工中產生并發展起來的,但青銅器比石器鋒利、耐用,并且具有熔點低、鑄造性能好的優點。
青銅器在中國的發展從夏代開始,到商、周時代、春秋及戰國初期達到鼎盛時期,長達1600多年,這個時期的青銅器主要分為禮樂器、兵器及雜器。這些禮器用于古代禮儀中,或陳于廟堂,或用于宴飲、盥洗,還有一些專門做殉葬用。到秦漢以后,青銅器逐漸被鐵器、漆器、瓷器所取代。
夏代是青銅器的發展時期,還處在石器、銅器、青銅器并用的時代,但那個時代只有少部分的青銅器。
商周時期,青銅器的冶鑄技術已經達到了世界的高峰。青銅器被大量應用于生產工具,農具,生產工具包括斧、錛、鉆、鉆、刀、削、鋸、錐等,農具包括鋤、鏟、,武器有戈、矛、鉞、鏃。還有用青銅鑄造的精美的禮器、樂器、車馬器和生活用具等。青銅器的應用對農業的發展及兵器的改革起到了重要的推動作用。
商周這一時期鑄造了很多精巧的青銅器,如湖南出土的四羊方尊,河南出土的鏈鶴方壺等。其中四羊方尊是商朝晚期的青銅器,是青銅器中的精品,現收藏于中國國家博物館內。
春秋戰國時期,青銅冶煉技術仍然在繼續發展,當然已經不像前朝那樣繁瑣,而是講究實用和樸素風格。商朝和西周時期盛行酒器,而這一時期,青銅器逐漸趨向于日常生活用具,如銅鏡、帶構、貨幣、璽印、符節等,曾在湖北隨州出土的大型曾侯乙編鐘則是春秋時期高超的冶煉技術的反映。
從大量的存世青銅器物看,到戰國時,我國的青銅手工業,已非常熟練地掌握了綜合利用渾鑄、分鑄、失蠟法、錫焊、銅焊的鑄造技術,在冶鑄工藝技術上已處于世界領先地位。在煉銅中,不僅掌握了合理的合金配比,還掌握了根據火焰的顏色,用“火焰鑒別法”來判定是否精純。冶煉中的另一項重要成就是濕法煉銅,即銅膽法。把硫酸銅或碳酸銅(古稱曾青、膽礬、石膽等)溶于水,使成膽水,然后投鐵塊于溶液中,因鐵的化學性能比銅活潑,鐵離子會置換出銅來。這是世界上最早的濕法冶金。
秦代以后,隨著鑄鐵技術的發明與鐵器的推廣,在兵器、工具等方面,鐵器已占據了主導地位,而陶瓷器皿在生活用品中占據了主要地位,青銅器開始淡出了歷史的舞臺。
青銅鑄造技術的發明,結束了漫長的石器時代。青銅文化的變遷體現了社會、經濟的變遷及文化內涵的變遷,開創了人類使用工具和武器的先河,極大地促進了生產力的發展。
⊙奇跡探秘:
4.怎么辨別青銅器是在哪個朝代鑄造的呢?
不同時期的青銅器有不同的風格,可以從圖案,花紋和鑲嵌物上進行辨別。
商代的青銅器大多以鳥獸為圖案,如四羊尊、象尊、豬尊和鸮尊 <
而戰國青銅器的風格華美瑰麗,他華麗的風格主要表現在金銀錯等鑲嵌在器物上,金、銀及紅銅等金屬或松綠石、水晶、玉、瑪瑙等礦石,填充或鑲嵌在青銅器的花紋空隙處,產生了多色彩的效果。
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【青銅之冠】
1980年12月,在秦始皇陵西側7米多深處發掘出兩乘大型銅車馬,人、車、馬的大小均為實物的1/2。銅馬車通體彩繪,長3.28米,高1.04米,總重1.8噸。車輿呈方形,箱上有穹廬式車蓋,象征天圓地方,車的兩輪象征日月。整個銅像做得很精細,馬的腿部肌肉具有動感,人的表情面帶微笑,連窗上的拉帶,馬頭的纓絡都做工精細,一絲不茍。迄今為止,它是中國發現的體型最大、裝飾最華麗、結構最逼真的古代銅車馬,所以,被譽為“青銅之冠”。
這種高超的冶鑄工藝水平,是我國古代科學技術的結晶。其制作工藝是:先分鑄,然后用嵌鑄、鉚接、焊接、銷釘固定等方法,組合在一起。車輪用分鑄法,先分別鑄出車轂和車輻,然后插入榫頭固定。鑄壁極薄,傘蓋最薄處僅2毫米,這要十分準確地掌握銅液和模具的溫度才行。現在,這尊銅馬車在秦始皇兵馬俑博物館內展出。
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【青銅時代】
青銅時代,又稱青銅器時代、青銅文明,人類使用青銅器是標志著人類文化發展到一個新階段。
在青銅時代,世界上青銅鑄造業形成幾個重要的地區,這些地區成了人類古代文明形成的中心。在古代文化發達的一些地區,青銅時代與奴隸制社會形態相適應,如愛琴海地區、埃及、美索不達米亞、印度、中國等國家和地區,此時都是奴隸制國家繁榮的時期。進入文明的地區在青銅時代已經產生了文字。但是也有一些地區,沒有經過青銅時代演變直接過渡到鐵器時代。