师渤翔 闫薇薇
(1.西北大学 陕西 西安 710000;2.北庭学研究院 新疆 吉木萨尔 831700)
鎏金青铜器保护研究
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(1.西北大学 陕西 西安 710000;2.北庭学研究院 新疆 吉木萨尔 831700)
鎏金工艺是中国古代劳动人民在生产劳动中总结创造传统的金属加工装饰技法之一,是把金和水银合成的金汞齐涂在铜器表层,加热使水银蒸发,使金牢固地附在铜器表面不脱落的技术。从已出土的文物证实,在战国时期古人已掌握了鎏金技术,在东周和汉代以后均颇为流行。
在对文物进行保护处理前应运用科学的检测手段,对文物制作的材质、工艺流程、埋藏环境、锈蚀类别等进行系统的认知,并由此制定出全面、科学的保护方案。
(一)扫描电子显微镜
扫描电镜下可以看到,器物表面平滑完整的鎏金层有很多呈直线状的划痕,宽窄不一、相互交错,另外可见一些不均匀分布的孔洞,多呈圆形。在器物表面鎏金层的一些区域可见有金的颗粒状形态,这些区域表面凹凸不平,颗粒状金之间互相连接,但颗粒堆积形态不规则,并有体积近似的孔洞,这些凹凸不平的区域表面普遍低于平滑的鎏金层。可能原因是:鎏金过程中,将金汞齐涂抹到器物上,加热使汞蒸发后,表面鎏金层的微观形态为相互连接的颗粒,颗粒之间有大量微孔存在;在汞挥发后,鎏金面应该是类似亚光的表面形态,压亮改变了鎏金层表面微观形态,使表面光滑而带划痕;鎏金层的微孔可能是汞未挥发前所处位置,在青铜基体发生锈蚀后,微孔中充满锈蚀物。由于孔隙的存在,鎏金层不能完全阻止周围环境中的有害物质对青铜基体的腐蚀。
(二)X射线无损探伤仪
对内部结构进行无损探伤,以观察其内部完整性、断裂情况以及有无被覆盖的纹饰或铭刻,搞清楚锈蚀物与硬结物之下的内部裂隙、孔洞等,以便对症修复。
(三)XRD
检测锈蚀产物,孔雀石和赤铜矿稳定锈,如果绿锈下面没有鎏金层,应予以保留;粉状锈应去除。
(四)能谱仪
测鎏金青铜器基体成分。
(一)加固
对于较为脆弱或者有起翘、脱落的鎏金层的鎏金青铜器,可先利用5%的B72丙酮溶液,采用注射、滴渗的方式,对其进行加固和粘贴复原。
(二)表面清理
虽然黄金本身不会被腐蚀生锈,但是器物表面会有来源于作为胎基的金属的腐蚀影响,例如鎏金器物的青铜胎。
1.机械法清理
鎏金文物的锈蚀,往往是较硬的锈层处在薄软的鎏金层上,纯粹的机械方法去锈很可能使鎏金层损伤或者剥落,必须辅助适当的化学方法。一般使用EDTA络合法。先用棉花签蘸EDTA液滴在锈层表面,使锈层局部处于浸泡状态,片刻后将该部位放置于5或10倍的双目显微镜下操作,用尼龙刷或玻璃毛刷缓慢刷除,对于较硬些的锈,则视锈层的不同坚硬程度分别使用竹刀或有机玻璃刀,直至使用钢针刀进行仔细地剔除。清除掉这一小范围的锈以后再换另一处滴加EDTA,就是这样采取小区域的局部处理。对于浸在鎏金表层的EDTA液,经过一段时间后,无论是否将锈除掉,都应及时将这一局部用蒸馏水清洗干净,依锈层的情况可反复多遍地浸泡和使用工具来剔除锈,当然每次使用EDTA后都必须用蒸馏水清洗干净,用上述的操作步骤和环节直到将锈除净。如果局部滋生有严重的铜锈已将表面的鎏金层腐蚀掉并产生体积膨胀,这部分采用牙科中使用的电动打磨机,通过更换不同的砂轮将膨胀出原始表面的部分磨掉,直至其表面基本与鎏金层持平为止
2.化学法清理
倍半碳酸钠除锈液也称碱溶浸泡法,所用化学试剂为碳酸钠和碳酸氢钠,将含有氯化物的青铜器浸于溶液中,使铜的氯化物逐渐转换为稳定的碳酸盐,氯离子被置换于浸液中,使铜的氯化物逐渐转换为稳定的铜的碳酸盐,氯离子被置换于浸液中。随后再将器物用蒸馏水浸泡冲洗,除去碱液。
过氧化氢法,利用过氧化氢极易分解这一特性,使用后剩余的过氧化氢,借助于稍微加热或浸以碱性溶液即可除去,对器物不会产生任何影响。实际应用中,我们是将过氧化氢直接滴加到有粉状锈的部位上,所用的浓度,视锈蚀情况而定,对锈蚀产生的器物,采用的浓度大一些,一般在10—20%。
3.激光清理法
鎏金层下的锈蚀物在很大程度上减小了鎏金层与青铜基体的结合强度,从而致使鎏金层比较脆弱。机械清理,尤其是表面硬结物结合强度大的情况下,常常会导致鎏金层的脱落,还会给表面留下划痕;化学清理使用的化学试剂,通过鎏金层表面的微孔渗入鎏金层与青铜基体之间的锈蚀物发生化学反应,从而使鎏金层更加脆弱,而且残留于鎏金层下的化学试剂可能造成二次破坏。所以新型激光清理技术可以值得参考。
与实验中采用的传统清洗方法相比较而言,激光清洗后,具有以下特点:一、鎏金层表面平整,不会产生新的划痕。二、除锈效率更高,效果较好。三、不会存在化学试剂残留的问题。鎏金层反光性极好,对激光的反射极高,很好地避免了激光对胎基的影响,又能精确快速地去除表面附着物,从而达到最小伤害的洁除目的。
(四)缓蚀处理
用1.5%的BTA(苯并三唑)乙醇溶液进行浸泡缓蚀,浸泡时间一般控制在12小时以内。缓释处理完毕后,可以用鼓风干燥机或热风枪进行脱水干燥,以便于后面的封护处理。
(五)表面封护
使用2%的B72丙酮溶液进行涂刷封护。方法是用小毛刷蘸取封护液进行涂刷封护。涂刷要均匀,涂刷过程中一定要避免产生流淌,防止局部封护剂过多而导致干燥后产生炫光,或者局部成膜不匀。
(六)补配
对于某些文物的残缺处需要加以补配,方法为:一、直接使用速成钢或树脂类胶,调和矿物颜料,在文物基体上捏出残缺部分;二、当残缺部分较大时,可以使用其他金属材料(如铜板)等作补充材料,以增强其韧性。
(七)粘接与焊接
根据拼接对象的情况,分别使用粘接与焊接方法。粘接即使用粘合剂将拼接对象直接粘接,如拼接截面积较小但负荷力较大时,使用焊接的方式。
(八)做旧
因为展陈的需要,对于保护修复后的文物,还需对补配或粘接过的部位进行必要的随色处理。基本原则是远观一致,近观又有区别,达到可辨识的效果。随色所用的颜料有丙烯颜料、矿物颜料等。随色之前已经对器物进行了封护处理,因此所用的颜料只是涂在补配的部分,不会对器物本体造成影响。