中國古代鑄鏡，各地有各地的風格，戰國時代，由於戰爭頻繁，各國都需要大量的青銅原料來制造兵器，青銅鏡只能為壹些達官貴族所使用，又由於當時的雕塑技術還處在壹個萌芽狀態，所以，戰國鏡不論南方北方，其鏡背紋飾起伏都不大，其剖面的幾何形狀除緣與鈕以外，其余部位基本都屬平板。西漢以後，政治相對穩定，青銅鏡的使用逐步普及到尋常百姓家，銅鏡的背紋藝術很快從戰國鏡的那種青銅器底紋式的藝術中脫變出來，發展成壹般鑄鏡工匠很容易制作的幾何紋飾，如西漢的昭明鏡、日光鏡、星雲鏡等，繼而又發展成為流暢的線雕，如壹些帶乳釘的禽獸紋鏡、四神規矩鏡等，隨著民間雕塑藝術的不斷提高，壹些浮雕式的鏡種逐漸被工匠制造出來，如龍虎鏡、神獸鏡、畫像鏡等。在鏡背藝術逐步發展的過程中，青銅範鑄技術必須得與其同步發展，如果壹直停留在戰國的鑄鏡技術上，是不會有漢以後的鏡種被制造出來的。過去，很少有人註意到鏡背紋飾及鏡體剖面的幾何形狀與合金配比之間有什麽關系，專家通過對古代青銅鏡範鑄技術的研究，以及長期對其進行的復原復制實踐發現，其合金的配比與各種幾何形狀的銅鏡之間有著非常密切的制約關系；如果將出土的古鏡稍加改動其剖面的幾何形狀，復制出的銅鏡就很容易造成廢品；如果在復制銅鏡的過程中，只按照壹種合金配比值來復制各個時代的銅鏡，其結果是只能鑄制好其中壹種適合其合金配比的銅鏡。假如在燒制的壹窯中、小型鏡範裏，有戰國鏡和東漢的半圓方枚神獸鏡各壹半，當熔煉青銅時，如果都按照戰國鏡的合金配比來熔煉及澆鑄，雖然鑄出的毛坯都是完好的，也看不到鑄造缺陷，但當鏡面經磨削加工至可映照時，其中戰國鏡大都完好，而神獸鏡的鏡面中心與鈕對映的部位，就會出現壹片縮松，宏觀上可看到鏡面中心有壹片麻點。如果用中、小型鏡的合金配比來澆鑄大型銅鏡，如用四神規矩鏡的合金配比值來澆鑄唐代的海獸葡萄鏡，就很容易造成海獸葡萄鏡坯局部收縮裂逢的產生。造成上述鑄造缺陷的直接原因，是合金裏的鉛含量，與所鑄銅鏡的大小及其幾何形狀不相適應所至。古代青銅鏡為Cu-Sn-Pb三元合金，如果只用銅來鑄鏡，制出的鏡子為紅色，使用時，映照效果會很模糊；隨著錫含量的不斷增加，合金的顏色會由紅色變為黃色而逐漸至白色，當含錫量增加到24%左右時，鑄制出的銅鏡就如今天的玻璃鏡壹樣的映照效果了。早期的齊家文化鏡至殷虛文化鏡，都屬於我國銅鏡鑄制技術的起始階段，該時期的銅鏡合金配比還沒有形成規範，進入西周中期以後，我國的鑄鏡合金配比逐步有了規律而趨於成熟，春秋至戰國，我國銅鏡合金的配比及銅鏡的範鑄技術已完全成熟。經過兩漢、三國、六朝至隋唐，壹直保持著高錫青銅工藝技術至唐代晚期。宋代以後，銅鏡合金裏加入了大量的鉛，明代銅鏡合金裏加入了壹定量的鋅，已不屬於高錫青銅，所以，這裏主要討論的是戰國至晚唐之間，高錫青銅鏡的合金成分與各時代銅鏡的剖面幾何形狀的關系。壹個批量鑄鏡的作坊，總會產生大量的回爐料，如鑄件的水口、冒口、澆註時漏底的銅料、披逢、跑火料及澆註不完的剩余料等，這些回爐料的重量壹般都會超過鑄件本身的重量，因此，熔煉青銅時，如果按新金屬料與回爐料對半的話，回爐料的數量還是會逐漸增多的，考工記》裏記載：“金錫半，謂之鑒燧之齊”，鑒為鏡，燧即陽燧，為日常取火之器物，即凹面鏡，《考工記》將鑒與燧列入壹個合金配比，說明兩者在鑄制工藝上完全相同，且鏡背與燧背都具有紋飾與鈕，區別只是鏡面平或凸，而燧則全為凹面而已，往往鑄鏡的作坊也兼鑄燧。如1966年7月7日在鄂州市出土壹枚黃武六年重列式神獸鏡，其銘為：“黃武六年十壹月丁巳朔七日丙辰，會稽山陰作師鮑唐鏡，照明服者也。宜子孫，陽燧，富貴老壽，臣先牛羊馬，家在武昌，思其少天下命吉服，吾王幹昔囗囗”，現藏湖北省博物館。通過這枚鏡的刻銘得知，這位稱作“鮑唐”的鑄鏡師在鑄鏡的同時，也兼鑄陽燧，而且將有關陽燧的廣告作到了銅鏡上。所以，壹個批量鑄燧、鏡的作坊，在熔煉青銅前配料時，須得新、舊料對半裝爐熔煉。由於青銅燧與青銅鏡的回爐料早已成為合金，其熔點低於紅銅，較紅銅易於熔化，熔煉時，如新舊料對半，就可縮短熔煉的時間，減少合金在熔煉過程中容易產生的氧化及吸氣的機會。新青銅料按比例配制好後，在熔煉的過程中，至少會有1.5%以上的錫及2%以上的鉛被燒損，配制新爐料時，須考慮加大錫與鉛在熔煉過程中的燒損量。而回爐料卻是經過了無數次的熔煉，其含錫量與含鉛量都很難準確判斷；這就要求歷代的鑄鏡師必須具備會看合金斷面的技能，根據斷面呈現的色澤，來判斷 其含錫量與含鉛量的多少，從而決定回爐料再回爐熔煉時應補加的錫量與鉛量，古代沒有現代這麽先進的化學成分分析設備，所以，造成了古代銅鏡的錫、鉛含量在百分比中有些差異。但是，在原始作坊的條件下，大多數銅鏡的含錫量能保持在23%～25%左右，說明古代的鑄鏡師大都能從合金的斷面來判斷其含錫、鉛量的多少，從而決定再熔煉時應增加的錫量及鉛量，已是非常難能可貴的了。戰國至晚唐約1300余年的時間裏，中國青銅鏡的背紋雖千變萬化，但其合金裏的錫含量卻始終保持在平均值為23.8%數值範圍。通常情況下，銅鏡合金的金相組織是由α固溶體、(α+δ)***析體及顆粒狀鉛組成；α相是Cu-Sn固溶體，具有面心立方晶格，它的含錫量最高只能達到16%；δ相是金屬間的化合物，其化學組成為Cu31Sn8，其最高含錫量為32.6%，二者的結構均為立方體晶格。古代青銅鏡合金的最佳含錫量應為23～25%之間。在實踐中，當合金裏錫含量達到23%左右時，其斷面呈銀白色，細膩而光滑，用眼睛就可看到酷似現代的鍍鋅鐵皮表面的冰花紋，這些無規則的冰花紋在陽光下閃閃發亮，這些冰花紋為高錫青銅液以樹枝狀結晶後的晶界，宏觀上與出土的古代青銅鏡的斷面完全壹致。如果合金裏含錫量高於含錫23%含鉛4%這個數值，(α+δ)***析體在銅鏡基體裏的相對量就會增加，α相的相對量必然會減少。δ相性質脆，常會造成鑄件在凝固、收縮期內就斷裂在範腔裏，沒有斷裂在範腔裏的鏡坯，在鑄後的磨制加工過程中，也是很容易破碎的。如果合金裏錫含量小於正常數值，必然會導至增高熔煉時的溫度及延長熔煉時間。高於正常熔煉溫度會加速錫與鉛的大量燒損，延長熔煉時間會增加金屬氧化與吸氣的機會，澆註時銅液的溫度也必然需高於正常含錫量的溫度，澆註時溫度越高，範面粘結越嚴重，增加了鑄件表面的粗糙度，磨制出的銅鏡在使用的過程中，較之正常含錫量的銅鏡容易發黃。壹般認為，合金裏加入鉛後可提高澆註時的充型能力，從而可鑄出那些微妙微俏及較精細的紋飾來。不含鉛，只含24%Sn左右的高錫青銅合金的充型能力本已遠超過純銅，合範澆註時，盡管範面合得很緊，但還是常常會有跑火現象發生，而跑火的合金厚度有時僅0.1～0.2mm左右，就足以將已澆滿範腔的銅液漏掉壹半以上或者漏完。鉛在古代銅鏡合金裏，對陶範起到提高沖型能力的作用屬多余。銅鏡鑄件產生氣孔的原因有兩種因素可造成，壹種是由於合金在熔煉過程中溫度過高，且熔煉時間又過長，使金屬液在高溫下吸收了空氣中水分裏的氫；第二種是發生在澆註時，由於陶範在窯裏沒有將泥範裏的結晶水徹底分解完，或者是燒制好的陶範在澆註前吸了潮，澆註時，由於銅液的高溫作用，使得範腔發氣。前壹種吸入氫氣的銅液澆鑄後造成的鑄造缺陷全部在鑄件皮下，鑄件表面是完好的，當毛坯層磨掉以後，發亮的氣孔都暴露出來遍及整個鏡體，而氣孔全部在鏡體的橫截面之中；由於這種氣孔產生於熔煉過程中，金屬液在高溫下吸入了氫(H2)而不是氧(O2)，因此，鑄件皮下或橫截面裏的氣孔全部為沒有經過氧化而閃閃發亮的氣孔。後壹種屬澆註時範腔發氣，氣孔大多在鑄件表面，由於氣體占居了壹定的範腔空間，造成鑄件表面紋飾模糊不清，但銅鏡基體橫截面裏的氣孔卻較少見到；由於澆註時範腔因受熱釋放出的氣體裏有氧(O2)存在，氧與高溫銅液發生氧化反應，所以，範腔發氣產生的氣孔幾乎全部在皮外，其顏色也與鑄件表面相當或淺於鑄件。鉛在古代高錫青銅鏡合金裏真正起的作用有兩條，其壹，是因為高錫青銅合金裏δ相的相對量多，且性質較脆，在鑄後的鏡體刮磨開光加工過程中很容易破碎；加入鉛後，正是由於鉛不與合金溶解及化合，而是以球狀或不規則形狀分散於合金之中，才給鑄後的加工創造了條件。筆者在長期及大量的對復制銅鏡進行加工過程中，對鏡體含鉛量問題較敏感；如果含鉛量小，加工過程中鏡體很容易破碎，但較容易磨削，如果含鉛量大，雖然鏡體不容易破碎，但也不容易磨削加工。其二，是加入鉛以後可延遲鏡體自身的凝固時間。高錫青銅合金是以樹枝狀晶呈三維方式沿範壁向中心結晶生長，鉛以球狀分散於合金，客觀上阻止了合金的結晶速度，從而給水口延長了給鏡體補縮的時間。鉛的這壹特性，對戰國以後，特別是對東漢以後的青銅鏡起到了至關重要的作用。通常澆鑄鏡體時，合金處在1000℃左右的高溫熔化狀態下，因金屬普遍存在熱漲冷縮的性質，高錫青銅不在例外，所以，澆註到範腔裏的銅液，屬已經澎漲了體積的銅液，註滿範腔的鏡體在冷卻的過程中必然要進行收縮過程。鏡體的收縮需要鏡體以外的銅液來補縮，圖壹及圖二的鏡緣上方壓著的水口，澆註時稱之為水口，澆註工序完成以後就成為冒口，正是這個冒口起到了鏡體以外補縮銅液的作用。戰國鏡最厚的部位都在鏡緣，鏡背中心的鏡鈕雖高出鏡背紋飾，但因戰國鏡鈕絕大部分為弦紋鈕或橋形鈕，其體積都較小且又較溥，凝固收縮時，基本能達到先期於鏡體或同時於鏡體收縮、凝固，不存在補縮不到位的問題，鏡緣給鏡體的補縮空缺，只需從冒口直接得到，就可以維持戰國鏡體的縮、補平衡。所以，戰國鏡的含鉛量壹般都不大。西漢以後，鏡體的背紋及鏡體剖面幾何形狀較之戰國那千篇壹律的剖面幾何形狀有了較大的變化。西漢鏡的緣部壹改戰國鏡那種較薄的內凹式弧形緣，而成為又寬又厚的平緣；戰國鏡的弦紋式鈕也被改變成了半圓鈕。由於西漢鏡體剖面幾何形狀的改變，造成了漢代鏡體鑄後收縮、凝固期的不平衡，再不可能如戰國鏡體那樣能夠同時進行收縮、凝固，而是按照薄處先凝固、厚處後凝固的自然規律來進行。致使在壹個鏡體中，澆鑄後的收縮、凝固分出先後，相對造成了補縮量的增多；如果此時還保持戰國鏡的合金配比不動的話，就會出現顯而易見的鑄造缺陷了。因增加鏡體的補縮量並不能通過加大或加高冒口來解決，鏡體的凝固時間有限，鏡面薄於鏡鈕與鏡緣，自然最先收縮凝固，鏡緣有冒口壓在上面可以直接得到補縮，而鏡背中心的鏡鈕的補縮途徑卻被周圍先期凝固的鏡面限制了，在這種情況下，以鈕為中心的部位必然會出現鑄造缺陷，輕者，磨出的鏡面中心會出現壹片縮松，嚴重者會造成縮孔，鏡背鈕座上也會出現縮孔。解決這壹矛盾的唯壹辦法，就是調整合金裏的鉛含量。金屬錫的熔點為232℃，金屬鉛的熔點為327℃，鉛的熔點本高於錫95℃，但人們在配制焊錫的時候，因鈍錫不容易被熔化，往往在純錫裏加入40%的鉛成為焊錫以後，反而比純錫更容易被熔化開，其原因是鉛與錫生成了低熔點的固溶體。當鉛加入到錫青銅裏以後，鉛的這壹特性並沒有改變，青銅液的凝固速度會隨著含鉛量的增加而減慢。當含鉛的合金銅液充滿範腔後，鏡體較薄的部位與較厚的部位，在凝固速度上會形成壹個時間差，這個時間差是隨著含鉛量的增加而縮小，含鉛量越高，凝固時差越小。東漢以後的銅鏡合金裏增加鉛含量，主要是為了解決銅鏡背紋中越發展越大的鏡鈕與鏡體在凝固期中的時間差，但如果鉛含量太大會造成鏡面發烏，這就迫使東漢的鑄鏡師們在不大量增加鉛含量的條件下，通過增高增厚鏡緣，解決鉛多發烏、鉛少縮孔的鑄造缺陷，就是解決這壹矛盾的最好方法。東漢出現了壹些剖面類似三角形的鏡緣，如盤龍鏡、龍虎鏡、畫像鏡等，這些鏡種的鏡鈕都較大，加高加厚的鏡緣，起到了延長鏡鈕外圍收縮、凝固時間的作用，使鏡鈕對映鏡面部位的收縮、凝固過程能得以先期進行，這樣的剖面幾何形狀維持了鏡體的縮、補平衡。從漢代銅鏡的化學成分來看，中、小型的半圓鈕鏡如昭明鏡、四神鏡、雲雷連弧紋鏡等，這些鏡種的外徑尺寸壹般都在12～16cm之間，較少有超過20cm的，這些鏡種的鏡鈕還沒有發展到東漢後期的鏡鈕那麽大，所以，這些中、小型鏡的鉛含量壹般可保持在3～5%左右，就可鑄出正常的鏡體。凡屬大鈕的鏡種如東漢至三國時代的半圓方枚神獸鏡、三角緣禽獸鏡及畫像鏡等，其合金裏的含鉛量壹般都會超過6%以上，其中畫像鏡的含鉛量多在7%以上，而神獸鏡因沒有設置畫像鏡那麽高、厚的外緣，所以，其含鉛量更需大於畫像鏡。出土的歷史遺存證明，漢代的鑄鏡工匠們認識到了鉛的這些特性，而且在充分地利用了鉛的這些特牲，使得銅鏡鑄件達到了設計的質量要求。隨著歷史的發展進程，特別是進入西漢中期以後，各種幾何形狀的紋飾被搬上鏡背、並發明了半圓鈕以後，漢代的鑄鏡師們又開始了艱苦的合金配比摸索過程；在這壹過程中，新設計出的鏡體幾何形狀需符合高錫青銅的收縮、補縮及凝固的秩序，在試鑄的過程中不斷改進不合理的剖面幾何形狀，以及不合理的合金配比值，才能逐漸創造出壹個個新的鏡種。對於每個新鏡種而言，那些含錫量、含鉛量大於或小於相應數值的青銅合金鑄制出的銅鏡，都會存在著這樣或者那樣的缺陷。先民們在摸索合金配比的過程中必然會發現，錫含量越高，合金就會越白，但在鑄後的加工過程中也越容易破碎；錫含量越低，越不容易破碎，但卻不白亮而容易發黃；而鉛的含量須與鏡體的大小及其剖面幾何形狀相適應，否則，不是銅鏡發烏或發黃，就是出現縮松或縮孔。通過長期、大量的銅鏡鑄造與鑄後加工，先民們得出了各個鏡種各自正確的合金配比值，這種根據鏡體剖面幾何形狀來決定合金配比參數的工藝技術，從戰國壹直延用至晚唐。唐代以後，由於種種原因，青銅鏡的合金配比起了變化，錫含量逐漸減少；明代以後發明了煉鋅(Zn)術，鋅在銅鏡合金裏的含量逐漸增大，已不屬於高錫青銅合金了，所以，唐代以後的銅鏡品種再沒有了大鈕鏡，鏡體自然再不需要高、厚的鏡緣或三角形的鏡緣了。