鎏全工藝是中國(guó)古代勞動(dòng)人民在生產(chǎn)勞動(dòng)中總結(jié)創(chuàng)造傳統(tǒng)的金屬加工裝飾技法之一，是把金和水銀合成的金汞劑涂在銅器表層，加熱使水銀蒸發(fā)，使金牢固地附在銅器表面不脫落的技術(shù)。從已出土的文物證實(shí)，在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期古人已掌握了鎏金技術(shù)，在東周和漢代以后均頗為流行，是當(dāng)時(shí)最值得稱(chēng)道的銅器表面裝飾工藝之一，亦稱(chēng)“涂金”、“鍍金”、“度金”、“流金”，至今仍在民間流行。

雖然黃金本身不會(huì)被腐蝕生銹，但是器物表面會(huì)有來(lái)源于作為胎基的金屬的腐蝕影響，倒如鎏金器物的青銅胎。由于鎏金層上仍有肉眼無(wú)法發(fā)現(xiàn)的細(xì)微孔隙，加之各種環(huán)境的侵蝕影響，銅銹使鎏金層被頂浮在表面，抑或銅的銹蝕產(chǎn)物出現(xiàn)在鎏金層的上面或夾雜其間。如若接觸、碰撞或不謹(jǐn)慎，都會(huì)造成鎏金層的剝落，大多數(shù)出土鎏金青銅器物的鎏金層由于被銅銹所覆蓋和掩蓋，常被當(dāng)成一般浮銹來(lái)簡(jiǎn)單清除，造成不可挽回的損失。

一、常規(guī)清洗潔除方式比較

通常意義上講，現(xiàn)代文物保護(hù)處理的第一步就是對(duì)文物表層附著物的清除，以得到文物更多的本原信息，才能準(zhǔn)確地進(jìn)行隨后的針對(duì)性處理。而就鎏金青銅器物而言，就是要清除附著在鎏金層表面的各類(lèi)銹蝕成分，通常的清除方法包括機(jī)械清除法、化學(xué)清洗法和超聲波清洗法。

機(jī)械法中，不論是手術(shù)刀、剃針抑或是手鉆工具、微粒子噴射法(噴砂法)等都無(wú)法做到高潔度的清理，甚至?xí)粝旅黠@的創(chuàng)傷痕跡，故而機(jī)械法只能當(dāng)成最無(wú)奈的處理辦法。

化學(xué)清洗法采用多種螯合劑來(lái)清除鎏金層表面銹蝕，由于浸染范圍較大，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，且潔除程度也有限，若表層附著物繁復(fù)，必須采用多種清洗劑反復(fù)清洗才能達(dá)到，因此，也會(huì)帶來(lái)不可避免的負(fù)面影響。

清洗效果超聲波清洗效果很不錯(cuò)，可以與化學(xué)清洗相結(jié)合，可以清除微米級(jí)的污粒，甚至它對(duì)死角、盲孔的清洗也有獨(dú)到之處，但由于洗槽限制了施用范圍，同時(shí)還帶來(lái)浸泡清洗后干燥的控制問(wèn)題。

相比而言，激光潔除技術(shù)是近十年來(lái)飛速發(fā)展起來(lái)的新型潔除技術(shù)，它能適用各種表面污物的清除，對(duì)環(huán)境污染極小，同時(shí)又可以做到不損傷基體。國(guó)際上，激光潔除技術(shù)對(duì)石質(zhì)材料的應(yīng)用已有十多年的歷史，并在玻璃、石英、金屬、模具、牙齒、芯片及各種微電子產(chǎn)品等工業(yè)清洗中都有很好的效果。

二、激光潔除技術(shù)原理

目前被廣泛使用的是Nd:YAG激光、二氧化碳激光和準(zhǔn)分子激光。由于Nd:YAG激光可以通過(guò)光纖傳輸更適合應(yīng)用，因此在激光清洗中也多被采用。與通常的激光焊接和激光掃描不同，激光潔除技術(shù)是利用激光具有強(qiáng)度高、能量密度大、聚焦性強(qiáng)、方向性好的特點(diǎn)，通過(guò)透鏡組合可以聚焦光束，把光束集中到一個(gè)很小的區(qū)域中，產(chǎn)生三方面的作用:

1.在固體表面產(chǎn)生力學(xué)共振現(xiàn)象，使表面污垢層或凝結(jié)物碎裂脫落。

2.使表面污垢層受熱膨脹，從而克服基本物質(zhì)對(duì)污垢粒子的吸附力而脫離物體表面。

3，瞬間使污垢分子蒸發(fā)、氣化或分解。

激光潔除技術(shù)正是利用激光脈沖的振動(dòng)、粒子的熱膨脹、分子的光分解，或相變?nèi)N作用，或它們的聯(lián)合作用克服污物與基體表面之間的結(jié)合力，使污物脫離表面而達(dá)到清除的目的。

三、激光沽除方法

從應(yīng)用方法上分析，激光潔除方法有四種:

1.激光干洗法，即采用脈沖激光直接輻射去污:圖1表示了激光干式潔除法的力學(xué)過(guò)程，激光被基體或粒子吸收后產(chǎn)生振動(dòng)，從而使基體和污染物分離。

2.激光液膜法:先沉積一層液膜于基體表面，然后用激光輻射去污。圖2為有液膜存在時(shí)潔除的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。

3.激光+惰性氣體法:激光輻射的同時(shí)，用惰性氣體吹向器物表面，當(dāng)污物從表面剝離后，就被氣體遠(yuǎn)遠(yuǎn)地吹離表面，避免清潔表面再次被污染和氧化。

4.其他:用激光使污物松散后，再用非腐蝕性的化學(xué)方法去污。

在工業(yè)生產(chǎn)中主要采用前面三種潔除方法，其中激光干洗法和激光液膜潔除方法用得最多，第四種方法已應(yīng)用于石質(zhì)文物的潔除保護(hù)中。

四、實(shí)例分析

以一件出土的鎏金銅環(huán)為例，使用激光干洗方式潔除效果對(duì)比:為例，使用激光干洗方式潔除效果對(duì)比:

五、結(jié)論

1.利用激光清洗法，能夠較好地解決鎏金層表面的銅銹和沉積物去除的問(wèn)題。

2.與實(shí)驗(yàn)中采用的傳統(tǒng)清洗方法相比較而言，激光清洗后，具有以下特點(diǎn):

(1)鎏金層表面平整，不會(huì)產(chǎn)生新的劃痕。

(2)除銹效率更高，效果較好。

(3)不會(huì)存在化學(xué)試劑殘留的問(wèn)題。

鎏金層反光性極好，對(duì)激光的反射極高，很好地避免了激光對(duì)胎基的影響，又能精確快速地去除表面附著物，從而達(dá)到最小傷害的潔除目的。

六、應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

與機(jī)械摩擦清除、化學(xué)腐蝕清洗、高頻超聲清除等傳統(tǒng)潔除方法相比，激光潔除具有如下明顯的優(yōu)勢(shì):

1.激光潔除是一種“綠色”的潔除方法，無(wú)需使用任何化學(xué)藥劑和清洗液，清除下來(lái)的廢料基本上都是固體粉末，體積小，易于存放，可回收，便于解決化學(xué)清洗帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題。

2.傳統(tǒng)的清除方法往往是接觸式清洗，對(duì)清洗物體表面有機(jī)械作用力，容易損傷物體表面，或清洗的介質(zhì)附著于被清洗物體的表面無(wú)法去除造成的二次污染，激光潔除的無(wú)研磨和非接觸性無(wú)此問(wèn)題。

3.激光可通過(guò)光纖傳輸，借助反光鏡面，與機(jī)械臂或機(jī)器人相配合可方便地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作，能清洗傳統(tǒng)方法不易達(dá)到的部位，這在一些危險(xiǎn)的場(chǎng)所使用可以確保人員安全。

4.激光潔除能夠清除各種材料表面的各種類(lèi)型的污染物，達(dá)到常規(guī)清洗無(wú)法達(dá)到的清潔度。而且還可以在不損傷材料表面的情況下有選擇性地清除材料表面的污染物。

5.激光潔除效率高，節(jié)省時(shí)間。

6.激光潔除系統(tǒng)設(shè)備投資較高，但潔除系統(tǒng)可以長(zhǎng)期穩(wěn)定使用，運(yùn)行成本低，更重要的是可以方便地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。

七、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，激光潔除技術(shù)應(yīng)用于鎏金文物沽除處理，有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于脆弱的鎏金文物而言，是一種全新的、創(chuàng)傷更小的“最少干預(yù)”的文物清理方式，具有傳統(tǒng)清洗方法無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。隨著技術(shù)的進(jìn)步和國(guó)家對(duì)文化遺產(chǎn)保護(hù)事業(yè)的日益重視，我們有理由相信，激光技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)在我國(guó)文化遺產(chǎn)保護(hù)中得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。

在此，特別感謝中國(guó)文化遺產(chǎn)研究院組織的“激光潔除技術(shù)在文物清洗上的應(yīng)用”培訓(xùn)，以及意大利指導(dǎo)老師Anna、翻澤肖萍和協(xié)助指導(dǎo)完成相關(guān)試驗(yàn)的中國(guó)文化遺產(chǎn)研究院付永海、楊淼，成都市博物院楊潁東，廣州省博物館張歡。