表面处理技术在金属文物修复中的应用

陈志芬

摘 要：随着我国经济的发展，考古事业也得到了极大的进步，金属文物的保护越来越重要。提高金属文物的修复技术具有十分重要的意义，而表面处理是金属修复中一项重要的技术，对文物的保护具有重要的作用。本文首先从表面处理技术的概念进行简要概述、然后就表面处理技术在金属文物修复中的应用、金属文物的日常保护工作展开了论述。

关键词：表面处理技术;金属文物;修复;应用

中图分类号：TG174.4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）18-0088-02

0 引言

我国作为四大文明古国之一，在历史的发展过程中产生了很多的文物，对于我国的历史文明以及文化发展产生了重要的意义。我国的文物主要是金属形式，其涉及到了生活的各个方面，产生了极高的艺术价值及科学价值，比如我国的青铜文明历经了15个朝代，多朝代的沉淀，为人类创造了丰富多彩的青铜文明。而随着时间的推移，这些技术精湛、工艺优秀的金属文物受到周围环境的影响，外表面或者其结构产生了一些变化，对金属文物的完整性以及其艺术的华美性产生了重要影响，这就需要文物工作者采取必要的措施保护金属文物的完整性，这样能够将古代的金属文物保存下来，同时提高了整个金属文物的历史价值，其完整性与艺术价值能够才能够更好的保存和流传，所以对古代的金属文物进行科学的保护以及提出新型的保护技术显得尤为重要。

1 表面处理技术概述

表面处理技术是一种通过人为加工的方式在基表面形成一层与机械、物理及化学表面性能不相同的工艺方法，通过表面处理后的金属文物其耐蚀性以及装饰性和其他相关特殊功能需求都得到了大大地提升。从古至今，我国考古工作人员通过不断的探索，将不同的材料添加在金属文物的表面，以希望通过这样的方式可以更加完好的保护文物，使其光泽度更高，美感更佳。我国对文物的表面处理技术可以追溯到很久以前，如在河南安阳废区遗址中发现的虎面镀锡铜盔，当发现其遗址时，其表面的光着度很高，经研究发现其表面是镀了一层锡，说明在商代就已经将镀锡技术应用到金属文物的保护上。同时闻名中外的越王勾践剑经过时代的变迁被挖掘出来时其表面仍然是光耀如新，经过研究发现是在剑的表面采用了硫化防锈处理，采用这样的表面处理技术后，整个金属文物的完整性得到了提高，提升了文物的艺术价值。秦朝时的秦始皇陵兵马俑在被挖掘出来时其表面的光泽度以及其完整性很高，经过研究发现秦始皇陵兵马俑的表面采用了铬酸盐钝化处理的方式。经过以上的历史文物研究发现，我国古代文物的表面处理技术的发展历史悠久，对文物完整性的保护起到了十分重要的作用。

金属文物由于其自身因素以及外部环境的变化会随着时间的变化产生一系列的腐蚀现象，目前我国对金属文物的保护一般采用的是“缓蚀-封护”的保护方法。缓蚀就是利用各种试剂混合后在金属文物的表面形成一层保护膜，这层保护膜的作用就是隔离金属与外界环境之间的接触，这样就可以防止金属文物生锈，而封护实际上是属于机械上的相互叠加，这样就可以保证缓蚀剂长期留在金属文物的表面。但是金属文物一般其表面是不平整的，试剂一般不会均匀的铺在整个金属文物的表面，甚至有些文物的表面没有试剂覆盖，在整个金属文物的表面形成的保护膜十分不均匀，随着时间的推移，整个保护膜就会脱落，同时在金属文物的表面会形成一层白色的结晶，部分表面还会伴有炫光的现象，将影响整个文物的美观。在对文物进行修复的过程中需要遵循尽量不破坏文物原来的形状，基于上述原则，利用现代表面处理技术与传统的处理技术相结合的原则，根据金属文物本身的颜色选择适宜的表面处理技术将金属文物进行保护和修复，但是在修复的过程中一定要保证不破坏原有文物的形状，同时需要保证其颜色与原有文物尽量保持一致。

2 表面处理技术在金属文物修复中的应用

2.1 分析检测

金属文物本身就包含大量的历史信息及文化内涵，需要考古学家经过大量的历史研究对其进行提取与考察。在对金属文物的保护和修复过程中，需要前期对文物进行相关的研究和大量的科学调查，制定相关的科学合理的表面处理技术方案，以保证在文物的修复过程中能够最大化的保护文物的完整性。一般在对金属文物的分析检测时首先需要根据文物的病害情况进行文物的受损程度分析，接下来就是结合X线荧光技术等对金属文物的表面进行检测分析，同时对金属文物表面的锈斑进行觀察。同时在对金属文物进行分析检测时需要观测采用化学滴定的办法判断金属文物表面是否含有氯离子等有害物质[1]。

2.2 表面处理技术

（1）清洗。为了对文物进行全面完整的保护修复，文物修复工作者在对文物进行修复前需要对文物进行清洗，常用的清洗方法有机械清洗法和化学清洗法两种，在清洗文物时需要特别注意保留文物上原有的铸造痕迹以及文字修饰等，以便后面的考古学者对历史痕迹进行详细充分的解读。文物修复工作者在清洗文物时务必保证要把文物表面的不稳定有害物质清洗掉，这样不仅可以保证尽可能的恢复金属文物最原始的真实面貌，还为金属文物的研究提供真实可靠的研究材料[2]。

（2）除锈。文物修复者在进行文物除锈前，必须要对文物锈斑的成因进行深入分析，然后再进行锈斑的清除，同时在进行锈斑的清理时也要注意要凊除掉未来可能对金属文物造成腐蚀的锈斑，在清洗的过程中需要特别注意不能随意损坏原有文物的完整性，对金属文物上原有的锈斑，如果该锈斑不会造成进一步的破坏，则可以选择不清除文物上的锈斑。一般金属文物的除锈方法可以分为机械除锈法和化学除锈法。在除锈的过程中，为了尽可能地减少对文物的伤害。在前期需要进行多次的试验研究以可以选出几种切实可行的除锈方案。一般采用的除锈方案是柠檬酸除锈方法，以宋大理国发现的古钱币为例，未被清洗前的古钱币图1所示，经过除锈方法后的古钱币图2所示。

（3）补配。金属文物的补配是利用树脂等修补材料恢复金属文物的完整性。以一个铜像腐蚀后的文物铜像手臂作为研究对象，如图3所示，该铜像手臂上有一些绣蚀物，同时发现手臂上漏出一个孔洞。经过仔细研究发现该孔洞不是由于铸造原因引起的，而是由于文物与空气中的有害物质发生变化而产生腐蚀的。严重影响了整个金属文物的美感。在进行修补时采用了爱牢达树脂与方解石粉进行混合，掺水进行搅拌后修补该铜像手臂的残缺部位。当残缺部位所补材料固化后，采用手术刀和打磨机对整个残缺部位进行塑形，最后采用砂纸将所补材料进行打磨至光滑。对金属文物进行补配时要对所补材料进行压实，对残缺部位边缘外的补配材料进行修割，整个残补部位要稍低于金属文物周边的基体，同时需要注意不要在所补的文物上留下刀痕。整个铜像手臂经过补配后如图4所示。

（4）化学镀铜。一般对金属文物进行补配后，由于补配材料与原有文物有一定的差距，所以需要采用化学镀铜的方法将金属表面进行金属化，以方便后续进行金属文物的表面处理，在修复过程中要注意对文物其他部位的保护。化学镀铜需要在通风的环境下进行，在进行化学镀铜工作前需要对金属文物进行敏化和活化，同时需要对金属文物进行除油以及粗化，这样可以大大地提升整个镀层的粘结力。但是由于化学镀铜的材料是采用环氧树脂混合方解石粉固化形成的，所形成的表面需要用砂纸将其表面进行磨光。根据经验可知，敏化活化后的材料表面会残留一些离子，在进行镀铜的过程中，金属文物的表面也会吸附少量的氢氧化锡离子，用少量的次磷酸钠稍加处理就可以将银离子还原，而且可以使氢氧化锡溶解。经过化学镀铜后的金属文物用吹风机将其表面进行吹干，尽量使金属补配处与金属文物的表面保持水平，这样可以增加溶液与材料表面的接触，此外，经过化学镀铜后的金属文物，整个文物的PH值会下降，导致整个镀铜的过程变慢，因此需要多更换几次浸透有透镀液的棉花保证镀铜过程的效果[3]。

（5）电刷镀。对金属文物的表面进行除锈以及化学镀铜等操作后，补配的部位要与周边的位置相当，影响整个金属文物的美观，需要对金属文物进行电刷镀。一般电刷镀所需要的溶液有镀金液和镀铜液。镀金液主要成分为：亚硫酸金钠，配位剂亚硫酸钠，硫代硫酸钠，配位剂硼砂。镀铜液主要成分为：五水合硫酸铜，配位剂乙二胺，硫酸钠。依据实际需要采用合适的溶液，在对修复的金属文物配位后可进行轻微的打磨，使所补部位光泽更加贴近于该文物本身。

（6）表面着色。对所修补的金属文物，根据其原来的颜色需要对其表面进行着色。一般着色材料可以根据金属文物本身进行合适的选择。对金属文物进行表面着色时，将带有着色剂的棉花签放在电镀铜的部位，此时需要观测整个所补部位颜色的变化，直到整个所补部位的颜色与整个金属文物其他部位的颜色相近即可。

2.3 金属文物的日常保护工作

影响金属文物腐蚀的环境因素很多，一般金属文物都是放置在室内进行保护。日常进行金属文物的保护时，需要对文物所存放的环境进行保护，需要控制环境中的温度、光照以及湿度等外部条件，尽可能的降低整个金属文物的腐蚀速度，同时在必要的条件下可以采用空调等外在设备对整个环境的空气进行换气处理，采用适当的技术手段去除掉空气中的有害物质等。同时需要提升金属文物本身的抗腐蚀能力，如可以采用相应的物理去除法或者化学去除法来提升整个金属文物的抗腐蚀能力。

3 结语

综上可见，表面处理对金属文物的整体保护具有十分重要的意义。因此在修复金属文物的具体实践过程中需要加强对金属文物表面处理技术的重視，不断改善表面处理技术在金属文物处理过程中的方法，为金属文物的保护提供更加合理的科学依据。

参考文献

[1] 牛飞.几种表面处理技术在金属文物修复中的应用[J].电镀与涂饰，2018（16）：728-731.

[2] 张虎勤.古代金属文物的表面处理技术探讨[J].文博，1998（6）：87-89+96.

[3] 顾来沅.缓蚀剂在金属文物保护中的应用研究进展[J].材料保护，2016（S1）：123-126.