□李 娜 郭 建

淺談晉祠博物館鐵鐘的保護(hù)和修復(fù)

□李 娜 郭 建

晉祠，是集中國(guó)古代祠祀建筑、園林、雕塑、壁畫、碑刻藝術(shù)為一體的珍貴的歷史文化遺產(chǎn)，有宋、元、明、清時(shí)期的各式建筑100余座，附屬鐵人、鐵鐘、鐵獅及鐵爐等大型鐵器文物是晉祠風(fēng)景名勝區(qū)重要的文物組成。本文通過對(duì)晉祠博物館內(nèi)苗裔堂、西湖、鐘樓三座鐵鐘成分及銹蝕檢測(cè)分析，進(jìn)一步了解鐵鐘病害成因，有針對(duì)性對(duì)鐵鐘進(jìn)行保護(hù)修復(fù)。本文以3座鐵鐘為例，淺談鐵鐘保護(hù)修復(fù)時(shí)的一些見解。

鐵鐘 檢測(cè) 病害成因 保護(hù)修復(fù)

晉祠博物館是一處蜚聲中外的風(fēng)景名勝區(qū)。其文化遺產(chǎn)價(jià)值獨(dú)特，是中國(guó)現(xiàn)存最早的皇家園林，晉國(guó)的宗祠；是中國(guó)古代建筑藝術(shù)的集約載體，附屬彩塑、壁畫、碑碣均為國(guó)寶；是三晉歷史文脈的綜合載體，晉文化系統(tǒng)上溯西周封唐建晉至盛唐肇創(chuàng)文脈傳承的實(shí)證孤例。鐵人、鐵鐘、鐵獅及鐵爐等大型鐵器文物是晉祠風(fēng)景名勝區(qū)重要的文物組成，對(duì)促進(jìn)山西文化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，繁榮地方經(jīng)濟(jì)有著不可替代的作用。2015年晉祠博物館委托山西博物院文保中心對(duì)這批鐵質(zhì)文物進(jìn)行保護(hù)修復(fù)。本文以3座鐵鐘為例，淺談鐵鐘保護(hù)修復(fù)時(shí)的一些見解。

一、病害調(diào)查

（一）苗裔堂鐵鐘

鐵鐘展示于苗裔堂屋檐下，從身體范痕可以看出整個(gè)鐵鐘由合范一次鑄造成型。

（1）保存現(xiàn)狀及病害：

A.銹蝕病害：通體輕微銹蝕，局部嚴(yán)重銹蝕，局部有表面硬結(jié)物。

B.缺損病害：一鐘瓣有裂紋30cm。

（2）檢測(cè)分析結(jié)果：

① 經(jīng)便攜式X射線熒光合金分析儀（XRF）于鐘體黑色氧化處檢測(cè)，鐵質(zhì)主要成分為：Fe∶96.703，Co∶0.885，Ni∶0.504，Cu∶0.449 左右。

② 拉曼檢測(cè)（表1）：

③ 金相分析（表2）：

在鐘體底部邊緣圓圈內(nèi)銹蝕處提取的樣品，經(jīng)硝酸銀滴定法檢測(cè)發(fā)現(xiàn)銹蝕處含有氯離子。

以上檢測(cè)內(nèi)容為除銹及脫鹽提供了科學(xué)依據(jù)。

表1 苗裔堂鐵鐘拉曼檢測(cè)表

表1 苗裔堂鐵鐘拉曼檢測(cè)表

表2 苗裔堂鐵鐘金相分析表

（3）分析與討論：

根據(jù)以上分析研究，這座鐵鐘內(nèi)側(cè)銹蝕病害嚴(yán)重，鐘體表面土垢，銹蝕覆蓋物較少，裂紋若經(jīng)雨雪之水倒灌冷凍，裂縫就會(huì)有蔓延趨勢(shì)，需盡快進(jìn)行保護(hù)性修復(fù)（圖一）。除了去銹、裂隙的保護(hù)修復(fù)，拉曼檢測(cè)、硝酸銀滴定表明器物需要進(jìn)行脫鹽、除銹處理。

（二）西湖鐵鐘

這座鐘保存在西湖鐘樓內(nèi)，從身體范痕可以看出整個(gè)鐵鐘由合范一次鑄造成型。

圖一 苗裔堂鐵鐘銹蝕和裂隙

（1）保存現(xiàn)狀及病害為：

A.缺損病害：鐘花邊狀缺失3處。

B.銹蝕病害：通體嚴(yán)重銹蝕，局部有表面硬結(jié)物，尤其鐘內(nèi)側(cè)呈層狀銹蝕脫落。

（2）檢測(cè)分析結(jié)果：

① 經(jīng)便攜式X射線熒光合金分析儀（XRF）于鐘下端邊緣處檢測(cè)，鐵質(zhì)主要成分為：Fe∶96.971，Ni∶0.514，Cu∶0.371，Cr∶0.110。

② 經(jīng)拉曼檢測(cè)（表3）：

表3 西湖鐵鐘拉曼分析表

圖二 土黃色塊狀銹蝕顯微圖及分析圖譜

圖三 淺黃色銹蝕顯微圖及分析圖譜

結(jié)論：所檢測(cè)的兩處銹蝕均為無害銹。表面有土垢，銘文及紋飾被銹蝕覆蓋，鐘體部分缺失，影響了藝術(shù)欣賞及掩蓋了一定的歷史信息，器物表面及內(nèi)側(cè)出現(xiàn)了有害銹，且有蔓延趨勢(shì)，需盡快進(jìn)行保護(hù)性修復(fù)。

（4）病害照片如下（圖四）：

圖四 西湖鐵鐘缺失、表面硬結(jié)物和層狀剝落

表4 西湖鐵鐘金相分析表

④在鐘下端邊緣銹蝕處提取的樣品，經(jīng)硝酸銀滴定法檢測(cè)發(fā)現(xiàn)銹蝕處氯離子含量較大。見圖二、圖三：

以上檢測(cè)內(nèi)容為補(bǔ)配缺塊、除銹及脫鹽提供了科學(xué)依據(jù)。

（3）分析與討論

根據(jù)以上分析研究，這座鐵鐘損壞嚴(yán)重，鐘體

（三）鐘樓古鐘

這座鐘保存在金人臺(tái)西北角鐘樓內(nèi)，從身體范痕可以看出整個(gè)鐵鐘由合范一次鑄造成型。

（1）保存現(xiàn)狀及病害：

銹蝕病害：通體嚴(yán)重銹蝕，有層狀堆積，鐘體有多處表面硬結(jié)物，鐘體內(nèi)側(cè)嚴(yán)重銹蝕。

（2）檢測(cè)分析結(jié)果：

① 經(jīng)便攜式X射線熒光合金分析儀（XRF）于鐘底沿平滑處檢測(cè)，鐵質(zhì)主要成分為Fe∶96.061，Cu∶0.448，Co∶0.885，Pb∶0.019，Ni∶0.504。

② 拉曼檢測(cè)：（表5）

③在鐘內(nèi)側(cè)邊緣銹蝕處提取的樣品，經(jīng)硝酸銀滴定法檢測(cè)發(fā)現(xiàn)銹蝕處氯離子含量較大。

以上檢測(cè)內(nèi)容為補(bǔ)配缺塊、除銹及脫鹽提供了科學(xué)依據(jù)。

（3）分析與討論

根據(jù)以上分析研究，這座鐵鐘銹蝕嚴(yán)重，鐘體表面有土垢，銘文及紋飾被銹蝕覆蓋，影響了藝術(shù)欣賞及掩蓋了一定的歷史信息，器物表面出現(xiàn)了有害銹，且有蔓延趨勢(shì)，需盡快進(jìn)行保護(hù)性修復(fù)。從以上檢測(cè)內(nèi)容可以看出，拉曼檢測(cè)、硝酸銀滴定均證明了有害銹及氯離子的存在，需對(duì)這件鐵鐘進(jìn)行去銹脫鹽處理（圖五、圖六）。

表5 鐘樓古鐘拉曼分析表

圖五 鐘樓古鐘紅褐色銹蝕顯微圖及分析圖譜

圖六 鐘樓古鐘黃色粉狀銹蝕顯微圖及分析圖譜

（4）病害照片如下：（圖七）

圖七 鐘樓古鐘表面硬結(jié)物和孔洞

二、保護(hù)修復(fù)技術(shù)路線

（1）對(duì)所修復(fù)保護(hù)文物進(jìn)行拍照、基本信息記錄、保存現(xiàn)狀調(diào)查、繪制病害圖。充分利用先進(jìn)的的科學(xué)檢測(cè)儀器，對(duì)所保護(hù)修復(fù)的器物進(jìn)行X-無損探傷、X-熒光成分分析等科學(xué)分析后、確定保護(hù)修復(fù)方法，制定切實(shí)可行的保護(hù)修復(fù)方案。

（2）把篩選的保護(hù)修復(fù)材料在相同成份鐵塊上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性使用，將實(shí)驗(yàn)塊在鹽霧試驗(yàn)箱、人工氣候箱中進(jìn)行抗老化、抗腐蝕實(shí)驗(yàn)，在去離子水中進(jìn)行脫氯離子效果實(shí)驗(yàn)，用以確定所使用材料在本鐵器文物上使用的可靠性。

（3）根據(jù)保護(hù)修復(fù)方案采用機(jī)械法清理器物表面銹蝕；根據(jù)分析檢測(cè)結(jié)果采用相應(yīng)的機(jī)械法和溶劑法去除表面污染物、部分銹蝕及歷史保護(hù)修復(fù)殘留物；根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)，采用物理、化學(xué)法脫鹽；用去離子水進(jìn)行殘留物清洗；采用紅外燈、熱風(fēng)槍等措施及時(shí)保持器物干燥；采用環(huán)保試劑對(duì)器物進(jìn)行緩蝕處理；選擇相同材質(zhì)對(duì)器物進(jìn)行修補(bǔ)及加固；最后進(jìn)行表面封護(hù)及表面做舊，完成修復(fù)保護(hù)、編寫保護(hù)修復(fù)報(bào)告。

三、保護(hù)修復(fù)實(shí)施

（1）苗裔堂鐵鐘（圖八）

圖八 苗裔堂鐵鐘

通體銹蝕，通體有多處局部嚴(yán)重銹蝕，局部有表面硬結(jié)物，一鐘瓣有裂紋30cm。

擬采取的保護(hù)修復(fù)方法∶

A、清理

擬用手術(shù)刀、銅絲刷及毛刷清理器體上的浮銹。

B、去銹

擬用的各種機(jī)械有牙科鉆機(jī)、小型電鉆、手術(shù)刀、各種鋼絲、銅絲及鬃毛刷、各種刻刀及刮刀、各號(hào)鋼錘、各號(hào)砂紙、酒精燈、紅外燈、熱風(fēng)槍、鋼銼及木銼、超聲波潔牙機(jī)、砂輪機(jī)及角磨機(jī)。用牙科鉆、超聲波潔牙機(jī)、刻刀及各種刷對(duì)鐵鐘身體內(nèi)外銹蝕進(jìn)行去除，去除不干凈的銹蝕可用5%草酸水溶液+脫脂棉涂敷去除殘留銹蝕，時(shí)間和次數(shù)根據(jù)銹蝕程度而定。需經(jīng)過多次涂敷及清洗，達(dá)到去銹效果為止。配制草酸溶液的水應(yīng)為去離子水。

C、脫鹽

經(jīng)科學(xué)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)此件鐵鐘銹蝕處存在氯離子，需脫鹽處理，脫鹽采用涂敷脫鹽法，分為以下4個(gè)步驟：

a、復(fù)配紙漿：將吸水性較好的生宣紙、濾紙或吸墨紙撕成碎塊，浸入一定體積去離子水中，水量的多少以浸沒紙張為宜。將去離子水用0.2%的NaOH溶液調(diào)節(jié)PH至9左右，加熱攪拌使其成為均勻細(xì)膩的糊狀紙漿，然后按照比例將膨脹土：面粉：宣紙=2∶1∶1進(jìn)行調(diào)和，調(diào)和結(jié)束后即可進(jìn)行涂敷。

b、涂敷：將復(fù)配紙漿用刷子等均勻地涂敷到需要處理的器物表面，然后用保鮮膜等進(jìn)行密封，防止其揮發(fā)太快。

c、檢測(cè)：每次更換涂敷物時(shí)可以用硝酸銀滴定法檢測(cè)舊的涂敷物中氯離子的含量，以確定脫鹽效果，直至達(dá)到脫鹽要求為止。

d、用去離子水對(duì)整個(gè)器物進(jìn)行清洗，保證器物表面干凈。

D、在整個(gè)保護(hù)過程中，用紅外燈、熱風(fēng)槍等措施隨時(shí)保證處理后的器物干燥。

E、緩蝕

器物表面清潔后，趁濕用3%單寧酸（與80%-85%的磷酸混合）溶液連續(xù)刷涂四次，充分干燥后，用鋼絲刷除去疏松鐵銹，重復(fù)涂刷操作，之后用硬毛刷蘸取未加磷酸的單寧酸溶液再重復(fù)涂刷四次。延長(zhǎng)緩蝕劑作用時(shí)間可以大大提升緩蝕效果，為此可以增多緩蝕的次數(shù)。

F、加固及修補(bǔ)

用液體環(huán)氧樹脂膠進(jìn)行灌封粘接；粘接凝固后對(duì)表面進(jìn)行修整，已達(dá)到整體協(xié)調(diào)。

G、封護(hù)

鐵鐘長(zhǎng)期展示在室外，我們選擇水基防銹涂料VpC1383作為底漆，以氟碳涂料作為面漆的復(fù)合涂層進(jìn)行鐵鐘表面封護(hù)。

首先對(duì)鐵鐘表面進(jìn)行清潔，然后制作涂覆溶液，在不顯眼位置進(jìn)行封護(hù)試驗(yàn)，達(dá)到滿意效果后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用毛刷進(jìn)行整體涂覆封護(hù)。

H、表面做舊

用礦石色顏料進(jìn)行接縫處理，達(dá)到與周圍鐵質(zhì)美學(xué)觀感一致。

（2）西湖鐵鐘（圖九）

鐘瓣缺失3瓣，大面積嚴(yán)重銹蝕，局部有表面硬結(jié)物尤其鐘內(nèi)側(cè)銹蝕呈層狀脫落。

采取的保護(hù)修復(fù)方法∶

A、清理

擬用手術(shù)刀、銅絲刷及毛刷清理器物身體上的浮銹。

圖九 西湖鐵鐘

B、去銹

擬用的各種機(jī)械有牙科鉆機(jī)、小型電鉆等（同前）。首先用牙科鉆、噴砂機(jī)、超聲波潔牙機(jī)、刻刀及各種刷身體內(nèi)外銹蝕進(jìn)行去除，去除不干凈的銹蝕可用5%草酸水溶液+脫脂棉涂敷去除殘留銹蝕，時(shí)間和次數(shù)根據(jù)銹蝕程度而定。需經(jīng)過多次涂敷及清洗，達(dá)到去銹效果為止。配制草酸溶液的水應(yīng)為去離子水。

C、脫鹽

經(jīng)科學(xué)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)此件鐵鐘銹蝕處存在氯離子，需脫鹽處理，脫鹽采用涂敷脫鹽法，分為以下4個(gè)步驟：

a、復(fù)配紙漿：將吸水性較好的生宣紙、濾紙或吸墨紙撕成碎塊，浸入一定體積去離子水中，水量的多少以浸沒紙張為宜。將去離子水用0.2%的NaOH溶液調(diào)節(jié)PH至9左右，加熱攪拌使其成為均勻細(xì)膩的糊狀紙漿，然后按照比例將膨脹土：面粉：宣紙=2∶1∶1進(jìn)行調(diào)和，調(diào)和結(jié)束后即可進(jìn)行涂敷。

b、涂敷：將復(fù)配紙漿用刷子等均勻的涂敷到需要處理的器物表面，然后用保鮮膜等進(jìn)行密封，防止其揮發(fā)太快。

c、檢測(cè)：每次更換涂敷物時(shí)可以用硝酸銀滴定法檢測(cè)舊的涂敷物中氯離子的含量，以確定脫鹽效果，直至達(dá)到脫鹽要求為止。

d、用去離子水對(duì)整個(gè)器物進(jìn)行清洗，保證器物表面干凈。

D、在整個(gè)保護(hù)過程中，用紅外燈、熱風(fēng)槍等措施隨時(shí)保證處理后的器物干燥。

E、緩蝕

緩蝕過程同上。

F、加固及修補(bǔ)

第一，對(duì)缺失的鐘瓣，采取翻制模具，制作蠟型，熔煉相同材質(zhì)鑄鐵鑄造缺失部件。

第二，拼對(duì)；鑄造出的缺失部件經(jīng)打磨拼對(duì)，保證與原缺失處拼接協(xié)調(diào)一致，

第三，用環(huán)氧樹脂膠進(jìn)行粘接；脫落的鐘瓣因體積大，且厚重，粘接時(shí)需加鉚釘固定補(bǔ)配的缺塊。

第四，粘接凝固后對(duì)表面進(jìn)行修整，已達(dá)到整體協(xié)調(diào)。

G、封護(hù)

封護(hù)過程同上。

H、表面做舊

對(duì)配補(bǔ)的部位用化學(xué)及人工氧化法進(jìn)行鐵質(zhì)黑褐色處理，用礦石色顏料進(jìn)行接縫處理，達(dá)到與周圍鐵質(zhì)美學(xué)觀感一致。

（3）鐘樓鐵鐘（圖一〇）

通體大面積嚴(yán)重銹蝕，有層狀堆積，鐘體有多處表面硬結(jié)物，鐘體內(nèi)側(cè)大面積嚴(yán)重銹蝕。

采取的保護(hù)修復(fù)方法∶

A、清理

擬用手術(shù)刀、銅絲刷及毛刷清理器物身體上的浮銹。

B、去銹

擬用的各種機(jī)械有牙科鉆機(jī)、噴砂機(jī)等（同前）。用牙科鉆、噴砂機(jī)、超聲波潔牙機(jī)、刻刀及各種刷對(duì)鐵鐘身體內(nèi)外銹蝕、硬結(jié)物進(jìn)行去除，去除不干凈的銹蝕可用5%草酸水溶液+脫脂棉涂敷去除殘留銹蝕，時(shí)間和次數(shù)根據(jù)銹蝕程度而定。需經(jīng)過多次涂敷及清洗，達(dá)到去銹效果為止。配制草酸溶液的水應(yīng)為去離子水。

C、脫鹽

經(jīng)科學(xué)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)此件鐵鐘銹蝕處存在氯離子，需脫鹽處理，脫鹽采用涂敷脫鹽法，分為以下4個(gè)步驟：

圖一〇 鐘樓鐵鐘

a、復(fù)配紙漿：將吸水性較好的生宣紙、濾紙或吸墨紙撕成碎塊，浸入一定體積去離子水中，水量的多少以浸沒紙張為宜。將去離子水用0.2%的NaOH溶液調(diào)節(jié)PH至9左右，加熱攪拌使其成為均勻細(xì)膩的糊狀紙漿，然后按照比例將膨脹土：面粉：宣紙=2∶1∶1進(jìn)行調(diào)和，調(diào)和結(jié)束后即可進(jìn)行涂敷。

b、涂敷：將復(fù)配紙漿用刷子等均勻的涂敷到需要處理的器物表面，然后用保鮮膜等進(jìn)行密封，防止其揮發(fā)太快。

c、檢測(cè)：每次更換涂敷物時(shí)可以用硝酸銀滴定法檢測(cè)舊的涂敷物中氯離子的含量，以確定脫鹽效果，直至達(dá)到脫鹽要求為止。

d、用去離子水對(duì)整個(gè)器物進(jìn)行清洗，保證器物表面干凈。

D、在整個(gè)保護(hù)過程中，用紅外燈、熱風(fēng)槍等措施隨時(shí)保證處理后的器物干燥。

E、緩蝕

緩蝕過程同上。

F、加固及修補(bǔ)

此件鐵鐘比較完整，除銹蝕嚴(yán)重需去銹脫鹽外，不需要加固配補(bǔ)。

G、封護(hù)

封護(hù)過程同上。

四、小 結(jié)

晉祠地處太原西南角，位于東經(jīng)111°30′至113°09′和北緯 37°27′至 38°25′之間。坐落于海拔800米的汾河河谷平原上。

太原屬北溫帶大陸性氣候，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑。年平均降雨量456毫米，年平均氣溫9.5℃，夏季最高氣溫39℃，冬季最低氣溫-29℃，全年日照時(shí)數(shù)平均2808小時(shí)，無霜期年均202天。據(jù)環(huán)保部門監(jiān)測(cè)資料表明，太原范圍內(nèi)大部分地區(qū)發(fā)生過不同程度的酸雨，PH值最低為3.9，鐵鐘處于這樣的環(huán)境中亟待保護(hù)修復(fù)。

晉祠博物館的這3座鐵鐘，大鐘高達(dá)2.2米，小鐘也高達(dá)1米。西湖鐵鐘鑄造于金天德五年，苗裔堂鐵鐘鑄造于明代永樂年，鐘體均鑄有紀(jì)年銘文，對(duì)研究當(dāng)時(shí)的社會(huì)生活、文化藝術(shù)有特別重要的意義。鑄造采用泥范分塊組合外范法，這樣大型的鑄件，接縫均相當(dāng)平整，沒有發(fā)現(xiàn)鑄造夾層，可見屬于一次鑄成，足以說明當(dāng)時(shí)的熔煉冶鐵技術(shù)相當(dāng)先進(jìn)，鐵鐘成分Fe、Co為主，估計(jì)明代工匠認(rèn)為鐵鐘是懸掛于鐘樓之內(nèi)，防腐蝕考慮較少，造成現(xiàn)在鐵鐘腐蝕都較為嚴(yán)重。鐵質(zhì)文物特別是放置于室外的鐵質(zhì)文物由于自身的材質(zhì)特殊性，極易遭到腐蝕破壞，所以保護(hù)修復(fù)的完成并不意味著可以一勞永逸，需要定期進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)。

（作者工作單位：李娜，太原市晉祠博物館；郭建，山西博物院）