基本信息
- 项目名称：
- 重庆大足传统手工锻打刀的科学研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 大足手工锻打刀相伴世界文化遗产大足石刻而生，至今已有1200余年历史，其核心技艺——龙水小五金锻打技艺已被列入重庆市非物质文化遗产，研究针对大足手工锻打刀的独特外形、锻打工艺及其热处理工艺、选材的化学成分、锻打刀的夹钢组织、淬回火硬度，利用现代物理力学原理，光谱仪分析技术，金相显微镜和扫描电子显微镜分析技术等现代科技方法，从科学原理的角度分析研究千年大足手工锻打刀所蕴含的科学依据。
- 详细介绍：
- 大足手工锻打刀相伴世界文化遗产大足石刻而生，至今已有1200余年历史，其核心技艺——龙水小五金锻打技艺已被列入重庆市非物质文化遗产。研究针对大足手工锻打刀的独特外形、锻打工艺及其热处理工艺、选材的化学成分、锻打刀的夹钢组织、淬回火硬度，利用现代物理力学原理，光谱仪分析技术，金相显微镜和扫描电子显微镜分析技术等现代科技方法，从科学原理的角度分析研究千年大足手工锻打刀所蕴含的科学依据；研究表明：大足手工锻打刀的典型外形特点“背厚膛空”状在物理力学上比同类型扁平状普通菜刀大14.8％的冲击力，“膛子空”的外形设计可以减轻菜刀13.5％的质量；化学成分分析表明夹钢层的内层为碳含量质量分数0.55-0.62的中碳钢和外层为碳含量质量分数0.19-0.23的低碳钢；金相分析和微观组织观察夹钢复合层内外层不同化学成分组织的界面相互融合性好，相互渗透交融明显，内、外层晶粒度均匀；淬火回火后，夹钢内层为板条状的马氏体组织，刀刃部硬度为57.5—59.2HRC 。结果说明传统的手工锻打大足刀具有（1）省力、轻巧、冲击力大的刀具外形；（2）成熟的锻造夹钢复合技术（3）成熟的锻打工艺技术；（4）合理的锻造加热淬火工艺技术；（5）合理的淬火余热自回火工艺技术五个创造发明。研究为龙水小五金传统手工锻打技艺所包含的材料锻打和热处理等技术内涵提供了科学依据，为非物质文化遗产的传承与保护提供科学参考。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：挖掘龙水小五金锻打技艺所包含的锻打和热处理等方面的科学技术原理，为保护和传承这项非物质文化遗产提供帮助。 思路：1、实地考察，了解大足手工锻打刀的工艺流程、典型用料、热处理技艺等情况；2、运用科学分析技术对大足手工锻打刀的材质、制作技术及工艺进行科学性研究；3、对以上数据进行理论分析，总结其锻打、热处理包含的科学依据和技术原理。
科学性、先进性及独特之处
- 1、视角独特：运用科学技术研究大足手工锻打刀技艺的科学内涵并寻求以此方法找到研究和保护此项非物质文化遗产的新思路； 2、方法科学：在研究中运用了力学性能分析、化学成分分析、金相分析、硬度分析和微观组织分析等技术； 3、结论新颖：总结出大足手工锻打刀技艺在历史上具有5个创造发明：锻打成形合理的外形设计、锻造夹钢菜刀复合技术、千锤百炼锻打工艺技术、锻造加热淬火工艺技术和淬火余热自回火工艺技术。
应用价值和现实意义
- 1、研究大足锻打刀，分析其科学内涵和技术原理，对于保护与传承这一非物质文化遗产，具有积极的推动作用； 2、大足千年锻打刀文化是大足五金文化的重要组成部分，研究大足手工锻打刀，对于宣传、繁荣和挖掘大足五金文化具有促进作用； 3、在重庆市、大足县有关部门力推龙水小五金锻打技艺申报列入国家级非物质文化遗产保护名录的关键性时刻，本文的撰写对于其科学价值的阐述和研究资料的补充具有借鉴作用。
学术论文摘要
- 龙水小五金传统手工锻打技艺于2009年被列入重庆市非物质文化遗产保护名录。目前，国内学者对我国传统技艺类非物质文化遗产的研究，大多还停留在媒体采访记录和文化背景及内涵的介绍与整理上，而对非物质遗产的科学性和技术性的深入性研究则很少。针对千年大足手工锻打刀的独特外形、锻打工艺及其热处理工艺，及选材的化学成分、锻打刀的夹钢组织、淬回火硬度，利用现代力学原理，光谱仪分析技术，金相显微镜和扫描电子显微镜分析技术等现代科技方法，从科学原理的角度研究千年大足手工锻打刀所蕴含的科学依据；研究结果表明：大足手工锻打刀“背厚膛空”的典型外形特点，比同类型扁平状普通菜刀冲击力大14.8％，“膛子空”的外形设计可以减轻菜刀13.5％的质量；化学成分分析表明夹钢层的内层为碳含量质量分数0.55—0.62的中碳钢和外层为碳含量质量分数0.19—0.23的低碳钢；金相分析和微观组织观察夹钢复合层内外层不同化学成分组织的界面相互融合性好，相互渗透交融明显，内、外层晶粒度均匀；淬火回火后，夹钢内层为板条状的马氏体组织，刀刃部硬度为57.5—59.2HRC 。研究为挖掘龙水小五金传统手工锻打工艺所包含的材料锻打和热处理等技术内涵提供了科学依据，为非物质文化遗产的传承与保护提供科学参考。
获奖情况
- 1、以该作品为研究内容撰写的科技论文《大足龙水刀手工夹钢工艺的界面金相分析》即将在全国中文核心期刊《材料导报》2011年第VII期发表； 2、申请国家专利7项，已授权2项； 3、第十二届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛重庆赛区特等奖。
鉴定结果
- 该作品研究切入点较为新颖，采用现代检测技术对传统工艺技术进行分析，为传统手工艺提供科学依据。观点较为新颖，对所研究的课题有新的见解。此外，该作品还有实用性，作品有实际研究价值，论文有现实的社会意义。
参考文献
- [1]胡敏中.论非物质文化[J].河北学刊,2005,25(3):34-38. [2]余悦.非物质文化遗产研究的十年回顾与理性思考[J].江西社会科学,2010,(9):7-20. [3]廖军.对云锦艺术继承和保护的再思考[J].丝绸,2004,(10):47-48. [4]唐纲,胡先福.大足"五金之都"绽放金色魅力[J].重庆与世界,2010,(10):26-31. [5]于敏,潜伟.金相分析技术在研究秦汉铁兵器制作技术中的应用[J].化工技术与开发,2011,40(1):31-36. [6]谭良啸.揭秘浦元神刀——优质"淬火"水与"七十二(炼)"[J].成都大学学报(社科版),2009,(5):52-56. [7]李众.中国封建社会前期钢铁冶炼技术发展探讨[J].考古学报,1975,(2):1-22. [8]唐电,邱玉朗.中国古代金属热处理——论退火、淬火、正火与回火[J].材料热处理学报,2001,22(2):51-55.
同类课题研究水平概述
- 1、从20世纪70年代起，国内就有专家利用金相分析等自然科学的研究方法来研究新出土的古代铁兵器和青铜器，早期的比如李众等人利用金相分析技术对中国封建社会前期钢铁冶炼技术的研究，近期的有于敏，潜伟等人应用金相分析技术研究秦汉铁兵器制作技术。直到今天，这种研究方法一直在沿用，已发展成为一项非常成熟的研究技术，并常见于考古领域和历史研究领域。 2、2001年起,“非物质文化遗产”研究在国内开始掀起一阵高潮，研究内容多样化。但研究人员多为文化工作者、艺术家和政治家，而材料学、化学等自然学科领域的专家介入较少，这就导致了：（1）利用自然科学的实验分析方法对非物质文化遗产的技术性或科学性研究在国内很少见；（2）研究视角较窄，不同学科角度下保护措施研究缺失或不够深入，以及多学科结合的分析欠缺；（3）研究方法较单一，文献综合分析法较多，实证研究较少；（4）论文撰写多为定性分析，定量分析部分做得不够。但是也不缺乏非物质文化遗产研究与现代科技方法相结合的先例，比如有专家针对宋锦文物装裱的实际用途所需，对米地圆寿龙纹宋锦和匣锦进行弯曲性能测试，还有专家对北京地区非物质文化遗产保护研究中采用利用声、像的虚拟等技术将无形的文化遗产变为有形的形式加以保护。 3、龙水小五金传统手工锻打工艺历史千年，但从目前所有的文献中，均无关于其系统的工艺流程、配方、检测检验等方面的完整的记载。几年前，大足县政府为大足龙水传统手工锻打工艺项目申报重庆市非物质文化遗产名录，组织了一批专家学者对大足龙水五金进行了研究考察，形成关于大足五金方面的最完备的资料。但这些研究也仅仅是针对龙水五金的历史性、文化性方面，而没有深入其科学性，甚至于在其申请重庆市非物质文化遗产的申请书上，也找不到关于龙水手工锻打工艺的技术性和科学性内容。
