Vì sao các thanh kiếm cổ bằng đồng đen không bị gỉ?
Năm 1965, khi khai quật một ngôi mộ cổ nước Sở tại Giang Lăng, Viện bảo tàng tỉnh Hồ Nam đã tìm thấy hai thanh kiếm cổ phát sáng lấp lánh. Trên thân kiếm màu vàng có hoa văn hình thoi màu đen, trên thân còn khắc dòng chữ “Thanh kiếm của Việt vương Câu Tiễn”. Đó chính là thanh kiếm Câu Tiễn nổi tiếng. Hai thanh kiếm đã chôn dưới đất hơn 2000 năm, nhưng khi đào lên vẫn sáng loá, rất sắc bén và không hề có vết gỉ. Năm 1973, khi đem kiếm triển lãm ở nước ngoài, nhiều khách tham quan vô cùng kinh ngạc.
Năm 1974, tại Lâm Đồng thuộc tỉnh Thiểm Tây, người ta phát hiện một hầm mộ chiến binh bằng gốm chôn cùng Tần Thủy Hoàng và đào được ba thanh kiếm báu. Kiếm có màu đen bóng, lạnh và sắc. Ba thanh kiếm đã vùi sâu sáu mét dưới lớp đất nhão hơn 2000 năm. Khi đưa ra khỏi đất, chúng không có một vết gỉ nào, sắc đến mức có thể chém gọn 10 lớp giấy báo, khiến mọi người hết sức kinh ngạc.
Để tìm hiểu bí ẩn vì sao các thanh kiếm không bị gỉ, người ta đã phân tích thành phần hóa học của chúng, đặc biệt là thành phần lớp ngoài cùng. Để không làm tổn hại những thanh kiếm quý, các nhà khảo cổ dùng phương pháp phân tích bằng dụng cụ và các phép đo vật lý. Kết quả cho thấy thành phần chính của thanh kiếm là đồng đen, tức hợp kim của đồng và thiếc. Thiếc vốn là kim loại có khả năng chống ăn mòn rất mạnh, vì vậy đồng đen cũng chống ăn mòn và chống gỉ tốt hơn sắt rất nhiều. Tuy nhiên, điều quan trọng hơn là bề mặt các thanh kiếm đã được xử lý đặc biệt.
Trên thân kiếm màu vàng của thanh kiếm “Việt vương Câu Tiễn”, các hoa văn hình quả trám màu đen được tạo nên bằng cách lưu hóa bề mặt. Người xưa đã dùng lưu huỳnh hoặc các chất chứa lưu huỳnh để xử lý bề mặt, làm cho bề mặt kim loại và hợp chất chứa lưu huỳnh xảy ra phản ứng hóa học. Cách xử lý này không chỉ làm thanh kiếm đẹp hơn mà còn tăng khả năng chịu ăn mòn và chống gỉ.
Ba thanh kiếm cổ thời Tần còn được xử lý bề mặt bằng kỹ thuật tiên tiến hơn. Theo kết quả phân tích, người cổ đại đã xử lý bề mặt thanh kiếm bằng muối cromat. Muối cromat là hợp chất có tính oxy hóa rất mạnh. Khi dùng phương pháp này, trên bề mặt thanh kiếm sẽ tạo thành một lớp oxit kim loại rất mỏng, bền chắc, phủ kín toàn bộ bề mặt. Lớp oxit ổn định ấy tuy rất mỏng, chỉ dày khoảng 1/100 mm, nhưng giống như một chiếc áo khoác bền vững che kín kim loại bên trong, giúp thanh kiếm không bị gỉ. Điều này gần giống với kỹ thuật xử lý bề mặt kim loại hiện đại. Cần chú ý rằng ở châu Âu, kỹ thuật xử lý như vậy chỉ mới được sử dụng vào những năm 30 của thế kỷ XX.
