相对于泥芯撑技术，金属芯撑（垫片）的研究则要丰富得多。青铜器上使用的金属芯撑一般为铜质，故又称为铜芯撑。早在1920年代，叶慈就观察到了青铜器上铜芯撑的痕迹，但他认为是铸后插入铜棍留下的补块，是为填补铁芯骨留下的孔洞[18]。20世纪60年代盖顿斯对弗里尔美术馆馆藏的28件中国铜器进行了X射线透视，发现器物上有些铜芯撑是使用旧器残片，而且通常铜含量高于基体，避免在浇注时被熔化[19]。同一时期万家保曾利用钴60放射源对小屯出土的斝R1115及鼎R1110进行透视检测，发现了斝底的一字铭文及鼎底的三枚垫片[20]。他指出，垫片在铸型中起到“冷铁”的作用，使得垫片周围的铜液早凝固[21]。
从20世纪70年代开始上海博物馆[22]、北京科技大学[23]、中国科学院自然科学史研究所与中国社会科学院考古研究所[24]等单位开始运用更易操作的X射线无损检测技术进行古代青铜器的研究。其后，对于陕西宝鸡
国墓地[25]、河北琉璃河燕国墓地[26]、山西灵石旌介商墓[27]等地出土青铜器使用铜芯撑情况的考察，大大丰富了人们对这一问题的认识。
张世贤对垫片使用的时代特征进行了归纳，认为垫片的使用与铸型组合有密切的关系。比如，商早期不用底范的鼎使用三个垫片。西周时期的鼎使用三角形的底范，器底有多种形式的底纹，通常除中心有1个，在底纹围成的三个角落，底纹和底范边缘之间，或在底纹边角的两边也会设置垫片。春秋中期以后，耳、足先铸，圆形底范上的垫片沿环形排列。春秋战国以后流行镶嵌铜器，因为器壁较薄，可能需要借由垫片的引导使铜液充满，故而设置垫片的数量大大超过以前。六朝以后的仿制铜器普遍都不使用垫片，因为毛公鼎上设置了大量铜芯撑，且符合西周晚期到春秋早期的时代特征，所以毛公鼎为真应无疑义[28]。胡东波等对山西曲村晋侯墓地出土青铜器的芯撑设置进行了研究，尝试以通过X射线透视技术获取的信息，将底纹的形式与铜芯撑的设置分类，讨论从西周到春秋时期，晋侯墓地青铜器的整体铸造特征及其演变[29]。(www.xing528.com)
综合已有的研究，可知先秦时期铜芯撑技术发展的概况。二里头时期的铜器尚未使用铜芯撑，但有泥芯撑的设置和使用[30]。经过笔者拍摄X光片的6件青铜礼乐器也未有发现。最早的铜芯撑的出现可以上溯至早商时期湖北盘龙城遗址出土的青铜器[31]。同一时期中原出土的青铜器，目前未见使用铜芯撑的报道，加之普遍没有拍摄X光片，所以情形不明。表面观察显示可能有使用，但远不如盘龙城出土的铜器使用多。中原之外，中商晚期的各个遗址出土的青铜器，却普遍发现使用铜芯撑的情况，比如安徽阜南月儿河出土的龙虎尊[32]，阜南月儿河出土的鬲鼎[33]，北京平谷刘家河出土的铜甗、铜盘[34]等。苏荣誉等根据新干青铜器较多使用垫片的情形，提出垫片可能在南方早于中原地区出现，由南方传到中原地区[35]。殷墟时期，青铜器使用铜芯撑的情形比较常见，设置也比较有规律[36]。晚商之后，青铜器上铜芯撑的使用变得非常普遍，西周中晚期之后，铜芯撑的使用有数量大为增加的倾向，因此有学者提出了存在“滥用”的问题[37]。
本节将根据不同器类铜芯撑设置的情况，探讨这一技术在殷墟时期的应用及其演进。
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