周西上午八點,《文材料分析》實驗室。
蘇清鳶走進門時,發現今天的座位比平時擁。除了本班學生,後排還坐著十幾個陌生面孔——穿著統一的灰運服,口繡著“北方工業大學”的校徽。
嚴教授在講臺邊,低聲對說:“北方工大材料學院的流團,今天來聽我們這門課。帶隊的是他們學院的副院長,姓周,據說在材料表徵方面很有建樹。”
蘇清鳶點頭,走向自己的工作臺。今天要演示“古代金屬的金相分析”,己經準備好了樣品和試劑。
八點半,鈴聲響起。嚴教授開場:“今天我們講金相分析在文材質研究中的應用。先請蘇清鳶同學演示如何製備古代青銅的金相試樣。”
蘇清鳶戴上手套,拿起一塊戰國青銅劍的殘片。“金相分析需要觀察金屬的顯微組織,首先要製備出平整、無劃痕的拋面。”
開始作。先用砂磨,換不同目數的砂紙細磨,最後用金剛石拋膏拋。每個步驟手法練,講解清晰。
拋完後,把樣品放到金相顯微鏡下,連線投影。螢幕上出現放大200倍的青銅顯微組織。
“大家看,這是典型的鑄造組織。”蘇清鳶用雷筆指示,“α固溶基,中間是(α+δ)共析組織。能看到清晰的枝晶偏析,說明冷卻速度較慢。”
臺下學生認真記錄。北方工大的學生也湊近看螢幕。
這時,後排一個北方工大的男生舉手。他戴著一副黑框眼鏡,表認真。
“蘇同學,我是北方工大材料學院的王浩然。”他站起來,“有個問題請教。你剛才提到枝晶偏析,那怎麼判斷這是原始鑄造組織,還是後期熱理改變過的?”
這個問題很專業。幾個本校學生轉頭看去。
蘇清鳶調整顯微鏡倍數,放大到500倍。“看這裡,枝晶間有連續的δ相析出。如果是熱理過的,δ相會球化,呈顆粒狀分佈。現在這種連續網狀結構,是典型鑄態特徵。”
王浩然走近看螢幕,仔細辨認後點頭:“明白了。那冷卻速度怎麼估算?”
“可以過二次枝晶臂間距來估算。”蘇清鳶調出測量,“測量幾個區域的間距,取平均值,然後代經驗公式。我們通常用Hiller公式:冷卻速率=K/λ2,λ是間距,K是材料常數。”
在螢幕上作,測量了幾組資料,快速計算。“這個樣品的平均λ是35微米,青銅的K值取0.3,算出來冷卻速率大約是250開爾文/秒。屬於砂型鑄造的典型範圍。”
資料計算流暢,公式運用練。王浩然記錄下計算過程,退回座位。
但北方工大帶隊的周副院長這時開口了,聲音溫和但帶著審視:“蘇同學,你的金相制樣手藝很練。不過我想問問,你們實驗室做古代金屬的金相分析,主要目的是什麼?研究工藝?還是鑑定真偽?”
蘇清鳶轉向周副院長:“兩者都有。過顯微組織可以判斷製作工藝、熱理歷史、腐蝕程度。這些都是鑑定真偽的重要依據。”
“那如果遇到高仿品呢?”周副院長問,“現在有些高仿古銅,連金相組織都能模仿。你們怎麼區分?”
這個問題很有挑戰。幾個北方工大的學生看向蘇清鳶。
蘇清鳶不慌不忙:“高仿品能模仿組織,但模仿不了兩千年的自然腐蝕過程。”
切換樣品,換上一件出土銅鏡的碎片。“大家看這件真品的腐蝕層。表層是氧化銅,中間是鹼式碳酸銅,最裡層是金屬基。這種多層結構是長期埋藏形的,人工做舊做不出來。”
又調出高仿品的金相照片對比:“仿品的腐蝕層往往是單層,而且腐蝕前沿平首,不符合自然腐蝕的不規則特徵。”
“那如果仿品也用長期埋藏的方式做舊呢?”周副院長追問。
“那本太高,不划算。”蘇清鳶說,“而且長期埋藏會導致嚴重損壞,仿品要追求品相完整,不會這麼幹。”
周副院長笑了:“分析得有理有據。看來你們實驗室在這方面積累很深。”
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