中国古代青铜器是青铜时代中华文明的核心物质见证，蕴含丰富的历史价值、艺术价值和科学价值。湖北省博物馆馆藏青铜资源丰富，拥有先秦时期最复杂的青铜器——曾侯乙尊盘，天下第一剑——越王勾践剑，最大最全保存最完好的青铜乐器——曾侯乙编钟；此外以盘龙城为代表的商代早期青铜器，以曾世家为代表的西周至战国早期曾国青铜器，以曾侯乙为代表的战国早期青铜器和以包山、望山、九连墩为代表的战国中晚期青铜器，构成了青铜时代完整的藏品体系，系统展现了长江中游青铜文明的发展脉络与工艺特色，集中反映了先秦时期青铜铸造的巅峰技艺。

丰富的馆藏资源为青铜工艺研究提供了得天独厚的条件，同时也对文物科技研究工作提出了全新挑战。考古出土青铜器多存在残损、破碎情况，可通过取样进行金相分析、锈蚀检测、合金成分测试、矿料溯源等多种研究。然而，馆藏珍贵青铜器多为完整器物，难以进行任何有损检测，如何在完全无损的前提下准确提取其成型方式、合金配比、艺术装饰等工艺信息，成为湖北省博物馆青铜文物科技研究的攻坚方向。

多模态无损检测技术体系

金相分析可通过观察青铜基体显微组织，区分铸造、热锻、淬火、冷加工等成型工艺，依据组织特征判定铜锡配比，根据二次枝晶臂间距确定基体组织冷却速度或铸后受热情况。不同于传统取样进行的金相分析，“原位金相技术”是依据腐蚀后青铜器表面遗留的组织特征，通过光学显微镜原位观察，推测其金相组织的技术，适用于饱水墓葬出土、腐蚀程度较轻的器物或锈层中“假晶”组织特征显著的青铜器。

合金配比是研究青铜器制作工艺的首要问题，选用不同含量的铜锡（铅）制作不同类型、用途和属性的青铜器，反映了古人对材料性能的科学认知。在青铜器合金成分检测中，电感耦合等离子体光谱（ICP-OES）、激光诱导击穿光谱（LIBS）、电镜能谱（EDS）等均为有损或微损方法，不符合文物保护原则；开放式X射线荧光光谱（XRF）虽可实现完全无损原位检测，但受器物表面锈蚀层干扰，锡含量波动剧烈，无法反映基体真实成分，而除锈检测又会对器物造成二次伤害。为解决锈蚀干扰难题，我馆团队构建锈层-基体双介质荧光校正模型，通过理论推导与实验验证，提出了基于双介质模型的XRF线性拟合法，建立了锡、铁元素拟合曲线，以获取青铜器基体真实锡含量。该方法在锈层厚度远小于XRF检测深度的情形下成立，适用于腐蚀程度较轻、锈层较薄的青铜器。

青铜器焊接技术始于商代，盛行于春秋，多用于青铜礼器主体和附件的连接，是最为重要的分铸技术之一。确定焊接所用焊料的材质，则是研究焊接技术的重要内容。通常情形，焊料存在于器物狭窄区域，而常规XRF检测时，检测窗需紧贴待测区域，常出现焊料“看得见、摸得着，但测不到”的困境。长焦XRF技术，工作距离可达20 cm，可在远离焊料的情况下检测，从而确定其材质。但因探测信号较弱，需延长检测时间，且一般仅做定性分析。

青铜器结构是确定其铸造方法、分铸方式以及制作工序的重要依据，是工艺研究中最核心的内容。传统的X射线探伤技术，可利用X射线的穿透性，区分不同密度和厚度的部位，推测青铜器的结构，但受限于其平面成像的特点，难以准确还原结构复杂的器物。X射线断层扫描（X-CT）通过计算机重建器物三维立体图像，可清晰展示其内部结构，是青铜器工艺研究最重要的手段。同时，X-CT可与高精度三维扫描互为补充，前者擅长青铜器内部结构的复原，后者优势在于表面纹饰的精准提取，通过两者的数据转换、模型对齐、数据融合等处理步骤，可获得结构准确、纹饰清晰的青铜器三维数字模型，为其工艺研究、展示利用提供数据支撑。

此外，定制化改装的超景深显微镜、拉曼光谱仪（Raman）、X射线衍射仪（XRD）等，可原位观察和检测青铜器表面纹饰、铭文、镶嵌物等，确定器物的装饰工艺。上述原位检测技术，能够在完全无损的条件下，揭示青铜器金相组织、合金配比、内部结构、焊料和镶嵌物材质等，为馆藏珍贵青铜器工艺信息的提取提供关键技术支撑。

典型应用案例

越王勾践剑作为吴越青铜剑的典范，代表了中国古代青铜剑铸造的最高技艺。通过原位金相和XRF线性拟合法确定剑身含锡量约18%～20%；依据X射线探伤确定剑身和剑茎一体铸造，剑格为后铸铸接，同心圆剑首则单独铸造再铸焊连接在剑茎末端；采用原位金相和XRF，结合模拟试验确定剑身菱形纹采用热镀锡方法制作。据此推测越王勾践剑的制作工序：一体铸造剑身和剑茎；采用热镀锡法在剑身制作菱形花纹；剑身打磨、开刃；在剑身和剑茎结合处铸接带有凹槽的剑格；单独铸造同心圆剑首；铸焊连接剑首与剑茎；在剑格凹槽处镶嵌蓝琉璃和绿松石。

曾侯乙尊盘作为商周青铜器的巅峰之作，代表了先秦时期青铜礼器分铸工艺的最高水平。我馆联合故宫博物院利用工业CT获取了器物完整三维数据模型，结合长焦XRF确定连接部位的焊料成分。从铸造学角度，分析尊盘的主体和附件的结构、数量和连接方式，表明：尊由1具尊体、33只附件和19只U形锁扣，通过32处铅锡焊、23处铜焊连接成一体；盘由1具盘体和44只附件，通过8处铸接、52处铅锡焊、4处铜焊连接成一体。

曾侯乙编钟作为迄今世界上规模最大、保存最完整的青铜乐器，代表了中国先秦礼乐文明与青铜铸造技术的巅峰。为迎接2028年曾侯乙编钟出土50周年，湖北省博物馆在编钟入选《世界记忆国际名录》之际，启动编钟三年研究计划，在工艺方面聚焦编钟合金配比测定和数字模型构建。前期研究表明，原位金相观察揭示其二次枝晶臂间距较常规铸造青铜器显著偏宽，佐证了预热铸型与延缓脱型工艺的应用；XRF线性拟合技术测定编钟基体锡含量，精准对应先秦编钟声学性能最优的合金配比区间。针对器壁较厚导致工业CT难以清晰呈现表面纹饰的问题，采用工业CT与三维扫描融合技术，将编钟甬部中空结构数据与外部精细纹饰数据整合对齐，经修整生成兼具内部结构和外部纹饰的高保真三维数字模型，为后续声学有限元分析、发声机理研究、数字编钟特展等奠定了坚实的数据基础。目前，该研究仍在持续推进中。

此外，湖北省博物馆联合中国科学院高能物理研究所，利用加速器CT、长焦XRF等技术开展的曾侯乙建鼓座工艺研究成果，将于9月以科技成果展对外呈现；此前，在国家社科基金的支持下，开展的曾侯乙青铜器工艺研究，已出版《探古论金：曾侯乙青铜器工艺图解》；在湖北省社科基金和湖北省博物馆馆级课题的支持下，开展的曾国青铜器工艺研究成果，将于年内出版。

总结与展望

研究实践表明，原位金相、XRF线性拟合法、长焦XRF、X-CT等多模态原位检测技术，能够在无损条件下精准提取馆藏珍贵青铜器的工艺信息，确保文物完整留存、世代传承，是践行“文物属于人民”理念的具体体现。同时，科研成果通过展览、科普与数字共享等方式回馈社会，则是“文物服务人民”的生动实践。湖北省博物馆将持续深耕馆藏青铜器工艺研究，优化工艺信息提取体系，深化理论研究与实验验证，深度挖掘长江中游青铜文明的科学价值与文化内涵，以文物科技创新赋能优秀传统文化创造性转化、创新性发展，让千年青铜文明持续焕发时代光彩。 （作者单位：湖北省博物馆）