春秋末期，歐冶子為楚王打造“龍淵”、“泰阿”、“工布”三把鐵劍後，鐵兵器開始逐步推廣使用。楚國最先使用鐵劍成為疆土最大國家；戰國前期霸主的魏國也是很早使用鐵劍的；戰國中期趙武靈王“胡服騎射”使得趙國成為野戰最強國。但是戰國後期商鞅變法後，秦軍憑著“殺一人升一級”的軍功制度，一舉成為橫掃六國的虎狼之師。按照秦國的軍功制度，殺人的憑據就是數人頭。根據史料描述戰場上的秦國士兵：他們腰上掛了幾個人頭，左手抓著個人頭，右手拿著劍去追殺敵軍。
▲親兵馬俑出土青銅劍
以前人們認為秦軍的裝備也很先進，特別在戰場上要快速砍下人頭，必須要有很鋒利的刀劍。1974年春，陝西驪山秦始皇陵兵馬俑被發現，一支復活的軍團出現在人們眼前。兵馬俑坑中出土的四萬件兵器，幾乎全由青銅鑄成。其中鋒利堅韌的秦青銅長劍，長度均在81-95釐米。而在春秋戰國之際，青銅劍長度普遍在50-60釐米左右；戰國晚期，一些諸侯鐵劍超出了70釐米，最長達75、76釐米。所謂“一寸長一寸強”，比對手的劍長出近20-30釐米的秦劍，雖然某些效能可能略差鐵劍一籌，但是在格鬥中顯然更容易刺到對方。
銅的材質是很軟的，延展性也好，現在的加工工藝，可以把銅加工到頭髮的四分之一厚。黃金的延展性更好，可以加工的更薄，這個古人可以做得到。在銅裡面添加了其他的金屬以後，可以改變銅的機械效能。純銅是玫瑰紅色的，切開因見空氣而氧化後，變成紫紅色。純銅裡面加入鋅後變成黃銅，銅與除鋅、鎳以外元素組成的合金叫青銅。
在青銅時代，鑄劍的關鍵是在冶煉時，向銅里加入多少錫。錫少了，劍軟；錫多了，劍硬，但容易折斷。因此，隨著技術進步，人們向青銅增加其他金屬改變效能，劍身就一直在不斷地加長。銅裡面加入合金，一般是為了提高銅的強度。不過合金的組成是有要求的，拿青銅來說，隨著含錫量的增加，青銅的強度、塑性不斷升高，含錫量達到5%~6%時塑性下降，含錫量達到20%時強度也開始急劇下降。由此看來，古時作兵器的青銅，含錫量應在10%~20%之間。
▲青銅效能與含錫量的關係
歷史學家對秦劍做的成分分析：一是它的銅錫比讓青銅劍的硬度和韌性結合得恰到好處；二是秦劍的橫截面形狀做成六面或者八面菱形，而不是一般的4面菱形；三是秦人在青銅裡面加入鉛、鉻等金屬，增強韌和防腐蝕性。
深入分析，
為什麼秦國寧願採用相對技術落後的青銅劍而效能較好的鐵劍？
原因是：一是那個時代打造鐵兵器需要像歐冶子這樣的鑄劍大師，而這種人才非常少；二是那時候鐵劍製造技術還不是很成熟，只達到硬度較低的低碳鋼程度；三是打造鐵兵器需要
反覆摺疊鍛打，很費人力物力
，特別是後期的淬火工序，更是刀劍的一次浴火重生，廢品率極高，一些技藝水平不高的刀匠在淬火時候，10把刀燒裂了9把；四是而青銅器只需要鑄造，短時間可完成，技術成熟質量較穩定，秦國打的是舉國之戰，標準化製造、便宜、實而不華的秦劍更適合統一戰爭。
中國鐵器的漸盛時代，是戰國到西漢這段時間。其中鐵農具要比鐵兵器先普遍使用。戰國時期，鐵農具在各國都有大量發現，但鐵兵器只在少數國家有較多發現，而且這些國家出土的鐵農具也遠多於鐵兵器。在發掘出銅鐵刀劍的63個戰國時期遺址中，銅刀劍有270件，鐵刀劍只有27件。以長沙楚墓為例，全部2048座墓葬出土了銅兵器劍960件、戈240件，矛196件、短劍16件，而鐵兵器只有劍35件、戟4件，而工具則是反過來，鐵工具要大大多於青銅工具。
後人評價，秦國的青銅劍雖然不是最精美，但是綜合性能可以抗衡鐵劍，創造了青銅古兵器最後的強音，是那個時代最好的戰爭兵器。
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