永樂大鐘的鑄造工藝,永樂大鐘的組成結構

2021-05-22 13:27:07 字數 4781 閱讀 4772

1樓:匿名使用者

明永樂大鐘是採用泥範法(中國的三大傳統鑄造工藝-泥範法、鐵範法和失蠟法之一)鑄造。先在地上挖一個大坑,用草木和三合土做好內壁,上面塗上細泥,把寫好經的宣紙反貼在細泥上,刻好陰字,加熱燒成陶範,然後再一圈圈做好外範。鑄時,幾十座熔爐同時開爐,爐火純青,火焰沖天,金花飛濺,銅汁湧流,金屬液沿泥作的槽注入陶範,一次鑄成。

經過反覆研究和考證,科學工作者已經能清晰描述當年鑄造大鐘的方法和過程。這是初創於兩千多年前商周時代的陶範法。到了明代能工巧匠手中早已成為駕輕就熟、爐火純青的工藝。

他們營造了一個壯觀而巨集大的場面:在地上挖出十米見方的深坑巨穴,先按設計好的大鐘模型,分七節制出供鑄造使用的外範,低溫陰乾,焙燒成陶。再根據鐘體不同斷面的半徑和厚度設計車刮板模,做出大鐘的內範。

當七個陶製外圈依次對接如七級浮屠之狀時,渾然一體的大鐘外範便拼裝成功了。

這是天衣無縫的操作,纖毫之隙,分釐之差便會引起「跑火」,招致全盤失敗。為了承受澆鑄的壓力並確保足夠的強度,外範四周無疑是用泥土填滿並層層夯實的。鍾鈕旁邊四處不易覺察的疤痕,洩露了四個澆鑄口的準確位置。

我們看到了最典型的雨淋式澆鑄法:幾十座熔爐沿四條槽道排開,爐內大火流金、銅汁鼎沸;地坑裡內外模範同時高溫預熱。當蓄滿爐膛的萬斛金湯相率奔瀉而出後,這口萬鈞大鐘便一氣呵成了。

回望此情此景,五百年前的手工作坊式生產,分明已經透出了近代大工業的規模和氣概。

大鐘所含的其它微量金屬鋅、鋁、鐵、鎂、金、銀等雖然所用數量甚少,但冶煉這些金屬的技術要求和技術含量是一樣的,如當時居世界領先水平的煉鋅術在這裡派上了用場。加入少量的鋅,按當時已知的銅、鋅比例溶在一起可產生黃銅的原理,估計是為了增加一些金黃色的光澤以求視覺上的效果,而加入少量的金、銀則被認為是為了顯示梵鐘的珍貴。

冷卻又是一道致命的工序。坑內是一團沒有熄滅的地火和流焰,必須控制冷卻速度防止鐘體炸裂。世界著名的俄羅斯大鐘就因冷卻過程中的閃失出現裂紋,結果淪為一口啞鍾。

而孕育永樂大鐘的地坑此時是一個天然的自動冷卻系統。可以想象當年勞苦的工匠們付出了多少精心呵護,才能確保永樂大鐘在平安降溫中平安降生。

大鐘鑄好後,待到冬天,先每隔一里挖一口井,再沿路挖溝引水,潑水結冰,然後開始搬運;大鐘在路上步步滑行幾十裡才至宮中。再滑到冰土堆上,然後建鐘樓,鍾掛於樓頂,春天解凍後取土而鍾懸。大鐘支架四臂八叉,鐘紐分上下兩節,中間用穿釘固定於橫樑上,用木杵輕輕一撞,便發出震心驚魂的鐘聲。

永樂大鐘是在德勝門內鑄鐘廠鑄造的,鑄好後存放在漢經廠(遺址在產今嵩祝寺一帶)。

永樂大鐘的組成結構

2樓:恰恰是神

北京的大鐘寺,原名覺生寺,覺生寺的大鐘是明代永樂年間鑄造的,所以叫「永樂大鐘」。銅鐘懸掛在大鐘樓**巨架上,通體褚黃,高6.75米,直徑3.

7米,口外徑3.3米,重46.5噸。

鍾脣厚18.5匣米,鐘體光潔,無一處裂縫,內外鑄有**230184字,無一字遺漏,鑄造工藝精美,為佛教文化和書法藝術的珍品。

永樂大鐘外壁「中宮」均勻地鑄有六道平行環形線(弧弦紋),最上面的一道環形線在「鍾肩」位置,即普通佛鐘的「上帶」處,最下面的一道平行環形線與鍾裙上沿波曲弧弦紋區域性呈有規律靠近但並未重疊狀,這道環形線,相當於普通佛鐘的「下帶」,區分鐘體的「中宮」與「鍾裙」。

大鐘的外觀(形式)設計賦予每道「平行環形線」2個功能:劃分「銘文圈」和美化「合範縫」。劃分「銘文圈」的實用性是為了「排版」和句讀的需要,比如,鐘體「中宮」外壁第1至第5「銘文圈」每行的字數都是43個字,與鐘體下部逐漸外張相一致,每個「銘文圈」的行數在逐步增加,第1「銘文圈」共400行、第2「銘文圈」共408行、第3「銘文圈」416行、第4「銘文圈」424行、第5「銘文圈」441行,《諸佛名經》在永樂大鐘內、外壁之間「三進三出」,也是通過其內、外壁的「銘文圈」實現的;美化「合範縫」指的是鑄鐘工藝的需要,永樂大鐘的鐘體雖說是一次性澆鑄而成,但它採用的是「地坑造型表面陶化的泥範法」,在鑄造準備過程中,其「外範」是將逐個製作的「銘文圈」合成一個整體外範,鑄成後難免留下「合範」的縫隙痕跡,永樂大鐘則運用若干條規整的「平行環形線」把其美化了。

永樂鍾銅質精良,緻密堅固,合金純度考究。從大鐘頂部一個微小的砂眼中取出一個微小的金屬顆粒;從大鐘底部不顯眼的邊緣刮掉一點金屬粉末。化學定量分析結果表明,大鐘上下部位的成份是均勻而一致的:

銅80.54%;錫16.41%;鉛1.

12%;鋅0.22%,永樂大鐘除含有銅、錫、鉛、鐵、鎂外,還含有金和銀,而且含量很高,其中含金18.6公斤、含銀38公斤。

大鐘內還檢出了0.03%的金和0.04%的銀。

青銅的機械效能曲線顯示,當含錫量在15%至17%時,抗拉強度達最高值,聲學效能也達到最佳狀態。還有鉛、鋅、鐵、矽、鎂等元素。這種成分配比,與《考工記》中的「六齊」項下的「鐘鼎之齊」的記載極其近似。

該鐘重約46噸,史載,明初的銅礦有江西德興、鉛山。後來擴充套件到四川梁山、山西五臺、陝西寧羌、略陽和雲南等地。這些銅礦的開採和冶煉為永樂大鐘的鑄造提供了充足的原料支援。

其他金屬的冶煉技術也對永樂大鐘的鑄造具有重要意義。如懸掛該鐘的是一根165mm×65mm截面,長1125mm的穿釘,其外表是銅質,但卻能吸附磁鐵,說明裡麵包的是鋼芯,而這個鋼芯恰好反映了當時最先進的鍊鋼技術。 鐘身內外鑄滿陽文楷書佛教經咒,是明初館閣體書法藝術代表作。

外面為《諸佛如來菩薩尊者神僧名經》、《彌陀經》和《十二因緣咒》,裡面為《妙法蓮花經》,鍾脣為《金剛般若經》,蒲牢(鐘紐)處刻《楞嚴咒》等,計有經咒17種,皆漢字楷書,字型工整,古樸道勁,勻稱地分佈在鐘體各處,相傳是明初書法家沈度的手筆。當初明成祖鑄造這麼多佛經於鐘上,為的是弘揚佛法,使佛經傳諸久遠。

大鐘所鑄**,幾百年來誤傳是《華嚴厲經》,故有「華嚴鐘」的叫法。近年查明鐘上所鑄乃以明永樂帝御製的《諸佛世尊如來菩薩尊者神僧名經》和以《法華經》為主的八種經,並無《華嚴經》。大鐘鑄造精緻,鐘形弧度多變,周身無磨削加工痕跡,充分顯示鑄造工藝高超,奇妙獨特。

明成祖晚年潛心撰寫《諸佛世尊如來菩薩尊者神僧名經》凡四十卷,二十萬言。其中前二十卷十萬字便刊登在永樂大鐘不朽的版面上。鐘上的鑄字還有許多其它漢文佛經和梵文佛咒。

有學者猜測,明成祖鑄鐘的初始動機便是為了給自己的嘔心瀝血之作尋找一個永恆的載體,以教化眾生和流傳百世。照這樣看,**和鐘體便相當於靈與肉的關係了。23萬字的版面,安排得如此勻稱整齊,從頭至尾絕無空白,又一字不多一字不少,真要經過一番精心的運籌和計算。

據說是大書法家沈度率京中名士先在宣紙上把**寫就,然後用硃砂反印到鐘模上,再由工匠雕刻成凹陷的陰文。剩下的事,便是以火為筆,以銅為墨,將這光潔挺秀、見稜見角的23萬金字一揮而就了。 蒲牢是佛教中的名稱,原義是龍爪。

它也的確像龍的爪子,一把將大鐘緊緊抓住。蒲牢作為承重的鐘鈕,中間巧妙地加進了鋼芯。它是事先用失蠟法鑄好,放在內範外範之間預留的位置上,一起經過高溫預熱,然後澆進鐘體的。

它和大鐘的融合看上去無縫無隙、渾然天成,勝過任何一種焊接。薄牢生根般的四個末端一律膨大成球狀,確保大鐘吊起後永遠不會拔出和滑脫。

此鐘的懸掛方法符合力學原理,懸鐘木架採用八根斜柱支撐,合力向心,受力均勻,大鐘懸掛在主樑上,全靠一根長一米、高14釐米、寬6.5釐米的銅穿釘,穿釘雖承受幾十多噸的剪應力而安然無恙。 永樂大鐘有「五絕」。

第一絕是形大量重、歷史悠久。第二絕,永樂大鐘是世界上銘文字數最多的一口大鐘。大鐘奇妙優美的音響是第三絕,有位聲學界的權威人士給永樂大鐘的鐘聲下了八個字的評語:

「幽雅感人、益壽廷年」。科學的力學結構是永樂大鐘的第四絕。永樂大鐘的懸掛紐是靠一根與鐘體相比顯得很小的銅穿釘連線的。

別看穿釘很小,卻恰恰在它所能承受四十多噸的剪應力範圍之內。永樂大鐘第五絕是高超的鑄造工藝。

中國的科技工作者曾對大鐘的合金成分進行了測試,金鑄在銅器中,可防止鏽蝕,銀則可提高澆鑄液的流動性,這正是永樂大鐘五百多年保持完好、鐘聲依然洪亮悠揚動聽的原因。永樂大鐘的鑄造成功,是世界鑄造史上的奇蹟,就是科學發達的今天也難以實現。 永樂大鐘,鐘壁薄而經得起重擊,音質音色馳名天下。

輕撞,聲音清脆優揚,迴盪不絕達一分鐘。重撞,聲音雄渾響亮,尾音長達2分鐘以上,方圓50公里皆聞其音。據冶金部門分析,該鐘配方科學,鐘體強度達最佳值,故受撞五百多年,仍完好如初,二十三萬多字的佛經鑄在鐘上,擊鐘一下,字字皆聲,等於誦讀一遍**,自然是功德無量。

永樂大鐘其聲音振動頻率與**上的標準頻率相同或相似,輕擊時,圓潤深沉;重擊時,渾厚洪亮,音波起伏,節奏明快優雅。聲音最遠可傳90裡,尾音長達2分鐘以上,令人稱奇叫絕。

從鐘體造型和聲音設計來看,無疑吸收了戰國時成書的《考工記》所總結的鑄鐘經驗:「薄厚之所振動,清濁之所由出,侈弇之所由興」,「鍾厚則石,已薄則播」,「鍾大而短則其聲疾而短聞,鍾小而長,則其聲舒而遠聞」,比較恰到好處地處理了鐘的形狀、厚薄與音質的關係。同時也考慮到了鐘體合金比例對音質的影響,含錫佔16%左右,加以少量鉛的銅鐘,其合金強度、硬度比較適中,既有利於振動發聲,又易於熔化澆注。

經中科院聲學所有關專家測量,永樂大鐘鐘聲中一些重要的分音相當準確地與標準音高相符合,頻律相近的分音產生的拍頻聲是鐘聲的一個重要特點。古書中所說鐘聲『時遠時近』就是聽到這種拍頻聲的感受。在古時,在有利的聲傳播條件下,完全可能如古人所說的聲聞數十里。

永樂大鐘的外觀設計也有3個特點:

⒈懸掛結構(上下u形環)、蒲牢、鍾脣、鐘體內外壁全部鑄滿佛經,沒有設計一般佛鐘通常採用的具體蒲牢造型,也沒有一般佛鐘通常採用的蓮花、袈裟紋(上四宮、下四宮等外觀紋飾)浮雕。關於永樂大鐘懸掛結構在力學方面的合理性,以往專家已經做過科學的計算和論證。雖然當時的鑄鐘工匠們是依據什麼來設計這一巧妙的力學結構的,現在已難以稽考,但可以說,他們一定是在掌握了當時先進的力學知識的基礎之上,才得以完成這一創造性設計工作的。

⒉外形設計簡潔、流暢,用若干環形線把鐘體外壁、內壁劃分成若干「銘文圈」,以「銘文圈」為基本造型單位,構成大鐘的外觀特色,起到方便**排版佈局和句讀,增強佛經銘文感染力等效果;

⒊永樂大鐘上各個佛經的佈局安排、起訖部位十分考究縝密,一些重要佛經的起訖部位大多安排在鐘體的東方,不僅如此,《諸佛名經》在鐘體外壁各「銘文圈」的銜接部位,以及在鐘壁內外「三進三出」的出發點和迴歸點,大多也在各「銘文圈」的東方。

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