例谈春秋列鼎的腐蚀原因及修复方法

摘要：春秋列鼎作为重要的文化遗产，承载着丰富的历史信息和艺术价值，但其受自身材料结构以及自然因素、人为因素、环境因素的影响，面临着严重的腐蚀问题。文章探讨了一套综合的修复方法，涵盖修复前的评估与准备、清洁与除锈、结构修复以及表面稳定化处理等步骤，并以滕州市薛国故城出土的春秋青铜附耳蹄足蟠螭纹（铭文）列鼎作为实践案例，展示了传统修复工艺与现代新材料、新工艺结合的修复流程，以期为青铜文物保护提供参考，从而促进文化遗产的传承。

关键词：春秋列鼎；腐蚀原因；修复方法

春秋列鼎作为春秋时期青铜铸造的代表，其历史和文化价值不可估量。春秋列鼎主要由铜锡合金制成，时而夹杂铅或其他金属，形成了独特的微观结构。其在古代不仅用于祭祀，还象征权势与地位。然而，由于青铜材质的特性以及其与环境因素复杂的相互作用，春秋列鼎普遍存在腐蚀问题。特别是在长期的土壤埋藏和现代污染环境下，铜锡合金的腐蚀速度加快，导致表面病变和结构破损，不仅损害了春秋列鼎的物理完整性，也威胁到春秋列鼎的保护和传承。

因此，准确识别腐蚀机理，并选择合适的修复和保护策略，对于春秋列鼎乃至广泛的青铜文物保护与传承具有重要的意义。

一、春秋列鼎腐蚀原因分析

1.自然因素

导致春秋列鼎腐蚀的自然因素，主要涉及青铜材质在特定环境条件下的化学与电化学反应。青铜主要是由铜和锡组成的合金，其在湿润环境中容易发生电化学腐蚀，特别是当存在电解质如盐分时，铜离子的溶出速度加快，导致青铜表面形成锈蚀。在此腐蚀过程中，铜的氧化还原反应在青铜表面形成铜绿（碱式碳酸铜）和铜锈（氢氧化铜），进一步加速了腐蚀速率。同时，锡的存在易形成锡疫，这是由于锡在低温下从β锡向α锡的相变，造成材料脆化，减弱了青铜的结构完整性。此外，温度的波动也对青铜器腐蚀产生显著影响。温度升高会增加化学反应的速率，使得青铜材料中的腐蚀加剧，尤其是在温湿度都较高的情况下，青铜器表面的腐蚀层增厚，导致细节和铭文的缺失。

2.人为因素

在春秋列鼎的腐蚀过程中，人为因素扮演着不可忽视的角色，尤其是在其挖掘、保护及展示过程中的不当操作。非专业的挖掘和清理会对青铜器造成物理损伤，如刮擦、撞击等，这些机械性损伤会破坏青铜器表面的保护层，加速其与环境中腐蚀性物质的直接接触，促使腐蚀反应的发生。同时，错误的清洁和保养方法也是导致青铜器腐蚀的重要原因。使用不当的化学清洗剂，如含有强酸、强碱或其他腐蚀性物质的清洁剂，会加速青铜器表面的化学腐蚀，甚至可能引发铜绿的形成。此外，长期的错误展示和存储方法，如直接暴露于强光或污染环境中，也会对青铜器的化学稳定性造成影响，从而加剧腐蚀过程。

3.环境因素

春秋列鼎腐蚀的环境因素主要涉及其所处的外部条件，尤其是化学和微生物环境的影响。首先，大气腐蚀是影响青铜器稳定性的关键环境因素之一。大气中的硫化物、氯化物及其他腐蚀性气体与青铜表面接触，触发化学反应，形成硫化铜和氯化铜等腐蚀产物，导致青铜表面的进一步腐蚀。特别是在工业化或污染较重的环境下，大气中的污染物浓度较高，加速了青铜器的腐蚀过程。其次，土壤环境中的电化学腐蚀也是导致青铜器腐蚀的重要因素。土壤中的湿度、pH值、电导率以及含盐量对青铜的腐蚀具有直接影响，土壤湿度的增加促进了电化学腐蚀过程，而土壤的酸碱度和含盐量则影响了腐蚀介质的性质，从而进一步影响腐蚀速率。

二、春秋列鼎的修复方法

1.修复前的评估与准备

春秋列鼎修复前的评估与准备是一个专业且复杂的过程，关键在于准确评估其腐蚀状况，并据此确定适宜的修复方案。首先，对春秋列鼎进行彻底的腐蚀状况评估，包括对其外观特征的详细记录，如腐蚀程度、裂缝、断裂及任何形式的物理变形。在此基础上，使用XRD和SEM等高级分析技术对腐蚀产物进行深入分析，有助于深入了解腐蚀机理，为修复工作的科学决策提供依据。XRD可用于鉴定腐蚀层中的矿物质成分，如铜绿、硫化铜等，而SEM则提供腐蚀产物的微观结构图像，揭示腐蚀层的形成和发展过程。基于腐蚀状况评估和腐蚀产物的分析结果，确定腐蚀程度和修复所需的技术方法。此外，考虑到春秋列鼎的历史和文化价值，修复方案需综合考虑保护原有特征和最小化干预原则，确保在修复过程中尽可能地保留其原始状态和历史信息。

2.清洁与除锈

春秋列鼎修复的清洁与除锈阶段是恢复其原始状态的重要步骤，涉及多种精细的技术操作和专业方法。首先，在物理清洁方面，微粒喷射技术常被用于去除青铜表面的松散腐蚀产物，此技术通过精确控制喷射参数（如粒子大小、压力、喷射角度）来保护原始材料的完整性。对于表面的细微纹理和铭文区域，激光清洁技术提供了一种非接触式的清洁方法，能够精确地去除腐蚀层而不损伤下层材料。化学清洁方法则涉及使用特定的化学溶剂和螯合剂，能够溶解或软化顽固的腐蚀产物，如碱式碳酸铜和氢氧化铜，从而使其容易被去除。在此过程中，重要的是要精确地控制化学反应的条件，如溶剂的浓度、接触的时间和温度，以确保有效清洁的同时，对原始材料的损害达到最小化。在使用化学方法时，也需考虑到溶剂的选择对环境和操作者安全性的影响。此外，清洁后的表面需进行稳定化处理，防止再次腐蚀，通常涉及应用缓蚀剂或保护涂层。

3.结构修复

春秋列鼎的结构修复是一项精细且复杂的工作，关键在于恢复其物理完整性和功能性，同时尽量保持它的历史真实性和文化价值。结构修复主要包括焊接、粘接技术修复裂缝和断裂，选用与原材料相似的材料来保持一致性，以及运用微焊技术减少热应力对原材料的影响等内容。

对于裂缝和断裂的修复，焊接和粘接技术是常用的方法。焊接适用于较大的结构性损伤，能够提供较强的机械连接。在焊接过程中，选用与春秋列鼎青铜材料相近的填充材料至关重要，以确保焊缝区域的化学和物理特性与原始材料相似。粘接则适用于较小的裂缝或脱落部分，通过使用与青铜化学性质相容的粘合剂，可以实现较为细腻和不显眼的修复效果。

选用与原材料相似的材料进行修复，是确保修复后春秋列鼎保持原有外观和性质的关键。这不仅涉及色泽和质地的匹配，还包括材料的化学成分和微观结构的相似性，以便于修复后的青铜器在环境中表现出与原件相同的耐久性等。

4.表面稳定化处理

春秋列鼎修复过程中的表面稳定化处理，是保护修复成果、延长青铜器寿命的重要环节。此过程主要包括应用稳定化处理剂，如苯骈三氮唑（BTA）等缓蚀剂，形成保护膜，以防止未来的腐蚀。

稳定化处理剂的应用是为了在青铜器表面形成一层保护膜，减缓或阻止氧化和进一步的化学反应。BTA作为一种广泛应用的缓蚀剂，能够有效地与铜表面结合，形成一层致密的分子膜，从而抑制铜与环境中腐蚀性物质的直接接触。在应用BTA时，要确保其浓度、pH值以及应用方式与青铜材料的性质相匹配，以优化保护效果，并避免对青铜本身造成损害。

三、春秋列鼎的修复实践

根据上述分析，设计修复路线为：检测分析—清洗—除锈和除氯—缓蚀—稳定性检查—封护—修复。笔者在此以滕州市薛国故城发掘的春秋青铜附耳蹄足蟠螭纹（铭文）列鼎为例，开展春秋列鼎的修复实践。

1.检测分析

对该列鼎进行XRD和SEM分析，确定其腐蚀状况。XRD分析揭示它的主要腐蚀物为碱式碳酸铜，是铜在含碳酸盐环境中腐蚀的典型产物，表明列鼎可能长期暴露于含碳酸物质的环境中。SEM分析则提供了腐蚀层的微观结构图像，显示了腐蚀层的分层和微裂纹，微裂纹可能由环境温湿度变化引起的材料应力变化导致。此外，通过能量色散光谱（EDS）分析确定了腐蚀层中的化学元素分布，特别是氯元素的存在，显示列鼎可能经历了氯化物腐蚀过程，此类腐蚀常见于青铜器长期与含氯盐环境接触，如土壤或海水环境。因此，该列鼎的腐蚀病害包括碳酸盐腐蚀和氯化物腐蚀，导致表面形成碱式碳酸铜和氯化铜的腐蚀层，以及材料内部的微裂纹。

2.清洗

在清洗春秋青铜附耳蹄足蟠螭纹（铭文）列鼎时，根据不同的腐蚀病害采用不同的清洗方法。例如，对于列鼎表面的碱式碳酸铜腐蚀层，使用微粒喷射技术，利用精细的砂粒，在控制的压力下，轻柔地去除表面的腐蚀产物，尤其是在纹饰和铭文区域，以保持其细节不受损害；对于检测到的氯化物腐蚀部分，采用化学清洗方法，使用稀释的氨水溶液，对氯化铜的腐蚀产物进行去除。清洗后，列鼎表面获得了明显的改善，腐蚀产物被有效去除，同时保留了其原始的铭文和纹饰细节。

3.除锈和除氯

针对列鼎表面的碱式碳酸铜腐蚀层，选择使用稀释的柠檬酸溶液进行化学除锈。柠檬酸能有效地与碱式碳酸铜发生反应，将其转化为可溶解的盐类，从而轻柔地去除腐蚀层，而不对下层的原始铜材料造成损害。一般来说，柠檬酸溶液的配置比例可根据腐蚀的程度和青铜器的敏感性来调整。对于春秋列鼎这样的古代青铜器，应使用浓度较低的柠檬酸，浓度通常在2%—5%之间。在处理过程中，严格控制溶液的浓度和接触时间，在确保除锈效果的同时，使列鼎的潜在风险最小化。

对于氯化物腐蚀部分，使用氯化铁螯合剂，如乙二胺四乙酸（EDTA）溶液。在处理前，对列鼎进行彻底的表面清洁，去除松散的污垢和尘埃，使用软毛刷或棉签，轻轻涂抹0.5 %—1 %的EDTA溶液到列鼎的氯化物腐蚀区域，等待EDTA溶液在腐蚀区域作用一段时间，使EDTA溶液与氯化铁形成稳定的螯合物，从而分解和去除腐蚀产物。随即，用大量的去离子水彻底冲洗处理过的区域，以去除所有残留的EDTA溶液。仔细检查处理区域，确认氯化物腐蚀产物已被有效去除。如果必要，可以重复应用EDTA溶液进行二次处理。

4.缓蚀

缓蚀修复阶段的关键是应用适当的缓蚀剂来形成保护膜，有效阻隔腐蚀介质，从而延缓未来的腐蚀。可采用BTA作为缓蚀剂，根据列鼎的腐蚀状况和面积，准备约0.5%的BTA溶液，溶液需要充分搅拌，确保BTA完全溶解，再使用软毛刷或喷雾器均匀地将BTA溶液涂覆在列鼎的整个表面。在涂覆过程中，确保无溶液滴漏或积聚，以防止在列鼎表面形成不均匀的保护层。随即，等待BTA溶液在列鼎表面自然干燥，以确保形成稳定的保护膜。干燥后，检查列鼎表面，确保缓蚀剂涂覆均匀，无遗漏或过度堆积的区域。

5.稳定性检查

在列鼎的修复过程中，稳定性检查是确保修复质量和持久性的重要环节。首先，应用X射线荧光光谱（XRF）和红外光谱成像等非破坏性检测技术，对列鼎进行全面的化学成分和表面涂层分析，识别修复材料与原材料之间的相容性，确保所用材料不会对原始铜材造成进一步损害。其次，利用扫描电子显微镜（SEM）分析修复区域的微观结构，特别是粘接和缓蚀处理后的区域，观察区域的材料结合情况和表面稳定性。然后，进行腐蚀速率测定，采用电化学方法如极化电阻测量评估列鼎的腐蚀速率和稳定性。最后，进行环境适应性测试，对修复后的列鼎进行温度和湿度循环试验，模拟不同的存储和展示环境，确保其在不同条件下的稳定性。

6.封护

选择微晶蜡作为封护材料，将微晶蜡加热至液态，保持在低温下以避免过热。使用软毛刷或棉布轻轻地涂抹融化的微晶蜡至列鼎的表面，特别注意涂抹均匀，避免在纹饰和铭文区域形成厚重的蜡层。随即，在室温下让微晶蜡自然干燥固化，形成一层均匀透明的保护膜。在干燥后，检查整个列鼎表面，确保蜡层均匀且无遗漏，如有必要，可以对特定区域进行补充处理。完成封护工作后，进行最终的检查，确保列鼎的整体外观和细节得到妥善保护。

7.修复

在材料准备阶段，准备所需的无纺布、速成铜、铜质修补剂、速成钢和环氧树脂等修复材料，并选择与列鼎原材料相近的颜色和质地的矿物颜料。在补配处理阶段，针对列鼎的局部残缺部位，直接使用环氧树脂进行补配。环氧树脂由于良好的粘结性和可塑性，适用于填补小面积的缺损，将环氧树脂均匀涂抹在缺损区域，确保填充材料充分覆盖，并与原材料平齐。在打磨和平整阶段，待环氧树脂固化后，使用细砂纸进行打磨，使补配部位的表面平整，与列鼎的原始表面保持一致。注意在打磨过程中保持轻柔，以防止损害列鼎的原始纹理和细节。在做旧处理环节，采用物理和化学方法对修复部位进行做旧处理，使新补配的部分与原件的色泽和纹理相协调，并使用矿物颜料在修复部位涂抹，以匹配列鼎原始的颜色和外观。涂抹时需均匀、细致，确保色泽自然过渡。在完成做旧处理后，对整个列鼎进行仔细检查，确保修复部位与原件在视觉上的和谐统一。同时，根据需要对某些区域进行进一步的调整和完善，以确保修复效果的自然和谐。

本文通过对春秋列鼎腐蚀原因的深入分析和针对性的修复方法探索，为春秋列鼎乃至类似青铜文物的保护工作提供了重要的理论支撑和实践指南。实践案例表明，将传统修复工艺与现代科技相结合，不仅能够有效恢复文物的物理完整性，而且能够保持其历史和文化价值。未来的文物保护工作需不断创新和发展多元化的修复技术，以更好地保护和传承人类宝贵的文化遗产。

参考文献：

[1]王炯.天水市博物馆藏春秋蟠螭纹铜鼎锈蚀产物初步研究[J].东方收藏，2022（09）：88-90.

[2]赵宇.浅析青铜鼎与列鼎制度的若干相关问题[J].文物鉴定与鉴赏，2017（01）：84-87.

作者简介：

任水霞（1973—），女，汉族，山东济南人。大学本科，文博馆员，研究方向：博物馆藏品管理。