[摘要]由于內部結構、埋藏環(huán)境、出土環(huán)境的相互作用,考古發(fā)掘出土的青銅器會產生不同程度的腐蝕。本文以一件表面銹蝕嚴重并覆蓋銘文的銅鏡為例,通過銅鏡銹蝕病害分析,選擇氧化銀封閉法對“粉狀銹”進行轉化并使用苯丙三氮唑緩蝕對其進行了有效的保護,保護效果良好。
[關鍵詞]青銅鏡;除銹;文物保護
[中圖分類號]G264 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-3115(2011)020-0110-02
青銅鏡是古代的一種工藝美術品,其背面一般都鑄造有精美的紋飾或文字,既體現了工藝制作水平又具有很高的藝術價值。中國銅鏡的歷史,從現有的考古資料大約可以上溯至4000年前的齊家文化時期,可算是古代各種金屬器物使用時間最長、范圍最廣的器物之一。譬如人們常說的“破鏡重圓”、“明鏡高懸”等都濃縮著中國文化,?譹?訛是我國古代文化遺產中的瑰寶,反映了當時的政治、經濟、文學、藝術及風俗等,對銅鏡的研究可以重現當時的社會狀況。本文以一件表面銹蝕嚴重并覆蓋銘文的銅鏡為例,通過分析銅鏡銹蝕病害,選擇氧化銀封閉法對“粉狀銹”進行轉化并使用苯丙三氮唑緩蝕對其進行保護。
一、銅鏡基本信息
本件銅鏡為圓形,直徑6.8厘米,邊緣厚度0.3厘米。由于銘文區(qū)被銹蝕覆蓋,無法判定年代。正面磨光,背面中間是圓形鈕、圓形鈕座,外區(qū)為銘文區(qū)、素寬平緣,銘文區(qū)可見銘文,經考證為“日”、“光”,其余均被銹層覆蓋,無法辨認。未銹蝕區(qū)域呈現光亮、黑色的金屬質感(見圖1)。銅鏡鏡面整體銹蝕嚴重,僅有兩處可以顯示金屬色,左側有一條長約2.5厘米的裂痕(見圖2),其他部位保存比較良好。
二、銅鏡病害調查、分析
(一)銅鏡病害調查
銅鏡背面右側及寬緣部位分布有淺綠色銹蝕,其中背面右側分布面積較大,銹層疏松并呈現粉末狀,鏡面整體散布灰綠色銹蝕以及藍色疏松銹點,其余大面積均為紅褐色銹蝕產物。針對上述情況采用鋼針刺探法檢測銹層的厚度,檢測分析銅鏡鏡面銹層厚0.2~0.3毫米,銅鏡背面銹層厚0.1~0.6毫米。之后分別對銅鏡鏡面淺綠銹層、紅褐色銹層以及藍色銹層用顯微鏡進行分析。淺綠色點狀銹蝕呈現微孔式分布,銹蝕疏松。而淺綠色銹層銹蝕呈現連續(xù)的疏松泡狀分布,為外界有害物質進入銅本體產生新的腐蝕提供了條件。
為了確定淺綠色銹蝕中是否含有氯離子,從銅鏡淺綠色銹層處取少量銹蝕粉末,加入去離子水中,觀察銹樣中有部分溶解,向水中加入過量的雙氧水和6摩爾硝酸,銹塊全部溶解,再向試樣中加入硝酸銀試劑,加熱后發(fā)現試液有大量乳白色沉淀產生,然后將沉淀用12%的碳酸銨溶液處理,沉淀溶解,再次加入溴化鉀溶液,試劑又產生了渾濁沉淀。通過以上實驗現象說明,銅鏡表面淺綠色銹蝕中含有大量的氯離子,從而確定該件銅鏡表面產生了大量淺綠色疏松粉末狀的粉狀銹,而是青銅器保護工作中必須除去的一類銹蝕產物。粉狀銹先產生于器物小孔或縫隙中,由局部逐漸蔓延,腐蝕產物深入到銅體內部,器物體積膨脹,使銅器酥解,甚至造成器形嚴重改變和斷裂,且該類銹蝕產物對青銅的腐蝕具有傳染性,對銅鏡的保存危害很大,必須采取適當的方法處理。
(二)銅鏡銹蝕原因分析
銅鏡的鑄造工藝是將紅銅和錫、或鉛或鋅,通過嚴格配比之后進行冶煉溶化,澆鑄冷卻后進行機械加工,最后在銅鏡正面涂錫汞。由于銅和錫具有不同的收縮率,在銅鏡的鑄造過程中會形成較小的分布集中的收縮微孔,因此不易得到組織致密的鑄件;另外,器物在冷卻過程中內、外壁冷卻速度不同,導致鑄件內外成分不均勻,在鑄件內部形成許多小孔洞。除此之外,鑄造工藝本身也會產生小孔洞和裂紋等缺陷。上述形成的這些縫隙和小孔為銅鏡的腐蝕提供了內在條件,如在表面吸附和毛細作用下,小孔和裂縫中更易于積聚水分,從而優(yōu)先產生銅的電化學腐蝕。?譺?訛
在潮濕環(huán)境中銅鏡表面易形成水膜,使得氧氣、二氧化碳、氯化物等物質溶于水膜中,使水膜成為電解質溶液,銅、錫等金屬與電解質溶液作用界面間帶有不同電荷,從而形成雙層電層,構成微電池的不同電極,電位較低的金屬失去電子而被腐蝕。?譻?訛如果銅鏡所處環(huán)境中有氯離子的存在,則會在銅鏡表面形成層狀結構腐蝕,最終生成粉狀銹,這種腐蝕作用不斷地進行,最終會使銅鏡酥粉脆化。
三、銅鏡除銹保護過程
(一)確定銅鏡保護重點
針對腐蝕狀況、銹蝕成分分析,該銅鏡有害銹分布面積大,銹蝕程度嚴重,對于銅鏡的長期保存有很大的威脅,因而確定銅鏡的保護重點是去除淺綠色粉狀銹并進行緩蝕處理,防止銅鏡進一步腐蝕,同時除去銘文區(qū)銹蝕產物,還原銅鏡的原始面貌,為研究器物的年代、紋飾特征等提供依據。
(二)銅鏡的除塵去垢
銅鏡表面由于銹蝕的存在非常疏松,從而吸附了大量的灰塵,灰塵顆粒中含有酸、堿、鹽等物質,遇到潮濕空氣會對銅鏡產生新的腐蝕。因此銅鏡除塵是先用軟毛刷拂去銅鏡上的灰塵,再用軟毛刷蘸酒精軟化銅鏡表面結構比較疏松的土垢,對于質地堅硬的土質結垢軟化后使用手術刀剔除,在剔除過程中避免劃傷銅鏡。
(三)有害銹的治理
根據銅鏡表面粉狀銹的局部分布情況,選擇粉狀銹治理效果比較好的氧化銀保護法。?譼?訛首先使用手術刀等工具剔除粉狀銹以及產生粉狀銹的病源——白色蠟狀的氯化亞銅直到看到新鮮的銅本體,用丙酮將腐蝕區(qū)域擦干凈,再將乙醇和精制氧化銀調成糊狀后滴入幾滴甘油攪勻,仔細地填充在剔除部位,盡量使糊狀氧化銀均勻覆蓋在剔除部位表面并牢固結合,充分反應24小時后,重復上述操作。糊狀氧化銀接觸反應除去未剔除干凈的氯化亞銅并形成角銀從而達到阻止氯離子對銅鏡的腐蝕。
(四)銘文區(qū)除銹
銅鏡器型較小,采用手術刀剔除銹層,在除銹過程中,銘文區(qū)局部銹殼較硬,用脫脂棉蘸取濃度為1%的雙氧水溶液對需要剔除銹殼的部位進行貼敷軟化,一般貼敷半小時之后銹殼軟化,再用手術刀剔除至露出銅本體。由于新鮮銅本體與銅鏡表面色差較大,用20%的乙醇將鋅粉調成糊狀涂敷于該處,隔兩小時用滴管向該部位滴加20%的乙醇溶液,使涂敷部位一直保持濕潤狀態(tài),24~36小時后,用蒸餾水刷洗該部位。用鋅粉處理過的部位銅色變?yōu)榛液稚?,與銅鏡色調比較接近。
(五)緩蝕
苯丙三氮唑是銅的優(yōu)良緩蝕劑,也是國內外用來保護銅及銅合金常用的緩蝕劑,H·馬德遜用苯丙三氮唑在防止古代青銅器變色并抑制銅的腐蝕方面取得了良好的效果。?譽?訛苯丙三氮唑能在銅及銅的氧化物表面形成一種不溶于水的絡合物,這種絡合物在銅的表面會形成一層完整、透明而堅固的膜,可以隔斷銅與各種腐蝕環(huán)境的接觸,從而遏制銅的腐蝕。將除銹處理之后的銅鏡浸在恒溫60℃、濃度3%的苯丙三氮唑乙醇溶液中24小時,使苯丙三氮唑溶液充分浸滲入銅鏡中。取出后用棉簽蘸酒精清洗殘留在銅鏡表面的苯丙三氮唑,然后擦干器物。過幾日后局部有腐蝕現象產生,重復上述操作,直至不出現新的腐蝕產生為止。 該方法緩蝕效果較好,對器物顏色幾乎沒有影響。
(六)封護
封護是在銅鏡表面形成一層可逆的保護膜使其與環(huán)境中的氧氣、水汽、二氧化碳、氯化物等有害物質隔開,起到防銹、隔潮等目的。本次封護材料使用2%的聚甲基丙烯酸甲酯溶液,用軟毛刷涂刷封護,在銅鏡表面形成了一層無色、透明、無眩光的保護膜(見圖3、圖4)。
四、結論
銅鏡經過銹蝕病害調查分析、針對性的選用了合理可行的方法對銅鏡鏡面有害銹、銘文區(qū)銹蝕進行了除銹、緩蝕保護、封護,除銹后銅鏡背面顯示的銘文經考證為“見日之光,天下大明”,根據銘文推測該銅鏡為漢鏡,稱之為日光鏡。除銹保護不僅使銅鏡得到了較為妥善的保護并充分展現了銅鏡的歷史藝術特征,保護效果較好。另外器物在環(huán)境中的老化是不可避免的,為了延緩器物的腐蝕該銅鏡的保存環(huán)境應避光防塵,溫度控制在15℃~20℃,相對濕度控制在50%以下,并且需要定期檢查,一旦出現問題要及時處理。
[注釋]
?譹?訛王德峰:《銅鏡中的歷史和文化》,《國學》,2010年第12期,第78~79頁。
?譺?訛婁珀瑜、冉明、彭蜀晉:《古代青銅器的銹蝕與保護》,《化學教育》,2006年第5期。
?譻?訛鐵付德、陳衛(wèi)、于魯冀等:《古代青銅器的腐蝕及其控制研究》,《文物保護與考古科學》, 1997年第2期。
?譼?訛王慧貞:《文物保護學》,文物出版社2009年版。
?譽?訛王慧貞:《文物保護材料學》,西北大學出版社1995年版。