陳華龍（許昌塔文化博物館，河南 許昌 461000）

我國歷史上的每個朝代都有大量鐵器文物出土，這是因為鐵器是青銅器之后社會生產(chǎn)活動中應(yīng)用最廣泛的金屬器具。鐵器文物在地下埋藏時間過久，會產(chǎn)生嚴重的腐朽、銹蝕等問題，特別是出土之后的鐵器受到外界環(huán)境條件急劇變化的影響，會出現(xiàn)表面銹蝕、腐壞現(xiàn)象加劇的情況。因此，對出土和館藏的鐵器進行保護研究，是文化保護領(lǐng)域的重要工作。本文對出土和館藏鐵器的基本處理原則方法進行分析，探討了鐵器銹蝕等主要問題，結(jié)合先進的檢測手段和方法，提出了提高鐵器保護效果的對策建議，對出土和館藏鐵器文物保護工作有較高的借鑒價值。

一、出土和館藏鐵器的保護概述

（一）鐵器文物保護

國內(nèi)出土的大量鐵器文物都存在因為埋藏時間過久導(dǎo)致的變形、銹蝕、膨脹等問題，特別是鐵器核心部位出現(xiàn)銹蝕脆化的情況，這是鐵器文物保護領(lǐng)域需要重點解決的問題。在鐵器文物出土后，及時進行除銹防銹工作，才能保證鐵器保持和原型完整或近似的性狀。如果鐵器文物出土之后不進行保護和修復(fù)，就會導(dǎo)致鐵器文物的表面加速銹蝕，不斷生成新的銹蝕，鐵器表面出現(xiàn)剝離、脫落和粉狀化，喪失原有的器型和特征，無法發(fā)揮應(yīng)有的考古學(xué)研究價值。

圖1 古代鐵劍

對鐵器文物進行保護，主要是采用有效措施保持鐵器文物的原始形態(tài)，避免銹蝕、龜裂等問題對其造成影響。我國對鐵器文物的保護研究經(jīng)歷了一個長期過程。20世紀50年代，國內(nèi)主要采用“含浸法”對鐵器文物進行保護和修復(fù)，通過把鐵器文物放置到沸騰的石蠟溶液中進行蒸煮，讓鐵器中的水分蒸發(fā)，從而減緩銹蝕速度。此外，還采用專業(yè)的溶液進行涂膜，即在出土鐵器表面涂裝一種由丙酮溶解的賽絡(luò)絡(luò)和硝化纖維素的混合液，但這些方法的效果不好。在20世紀60年代國內(nèi)考古出土的鐵器數(shù)量越來越多的背景下，國家加大了對鐵器保護和修復(fù)的研究力度，派人專門前往日本等地學(xué)習(xí)先進的做法和經(jīng)驗，推動了國內(nèi)鐵器文物保護和修復(fù)的發(fā)展。

（二）鐵器文物保護和修復(fù)的基本原則

鐵器文物出土之后保存、保護和修復(fù)的主要原則是，在維持文物現(xiàn)狀基礎(chǔ)上進行防銹處理和補強。要結(jié)合鐵器文物出土的實際情況需要，對其進行部分修復(fù)或者整體修復(fù)。在具體保護和修復(fù)過程中，要堅持主要原則，對保護和修復(fù)流程、使用工具、保護藥劑等進行詳細記錄。

在保護處理階段，需要做到以下幾點。一是要對鐵器文物處理之前的狀態(tài)、出土后的管理情況、文物的相片、X光透視檢查等數(shù)據(jù)資料進行登記，制定文物處理和保護的針對性方案。二是對鐵器文物進行清洗，主要是用牙刷或者毛刷清理鐵器表面的沙土、有機物等，利用乙醇、二甲苯等混合溶液進行細心刷洗。三是要對鐵器進行脫鹽、干燥處理。脫鹽主要是用添加了2%水酸化鋰的乙醇溶液浸泡鐵器，經(jīng)過2周的浸泡鐵器中的氯化鈉成分減少之后，再對文物進行充分的干燥處理。四是用丙烯酸樹脂在真空狀態(tài)下進行三次浸泡，以達到更好的干燥效果。五是對鐵器表面進行除銹處理。使用手術(shù)刀、打磨設(shè)備對鐵器表面進行除銹，去除銹跡和多余的黏附物。在鐵器文物受損不嚴重的情況下，還可以在加固處理之前進行清洗，讓鐵器原有的紋路、紋飾等裝飾更好地顯示出來。六是樹脂涂布處理。利用消光劑去掉鐵器表面殘留的丙烯酸樹脂。七是修補補強。主要是對鐵器文物的碎片、裂縫等進行修復(fù)處理，對于碎片采用環(huán)氧樹脂等進行粘接。對于接口和殘缺的部位，需要利用補強材料和樹脂進行補強，盡量讓鐵器恢復(fù)原來的面貌。八是修補觀察。在以上處理和修復(fù)工作結(jié)束之后，還要花費5個月左右來觀察這些保護工作的效果，對效果不好的區(qū)域和部分進行再次修補。九是整理鐵器修復(fù)的資料，對保護處理后的效果進行記錄、拍照和登記。

二、出土和館藏鐵器的檢測技術(shù)

通過調(diào)查分析，目前出土和館藏的鐵器出現(xiàn)的主要問題表現(xiàn)為：鐵器表面因為泥土長期覆蓋包裹導(dǎo)致出現(xiàn)堅硬的鈣化層，出現(xiàn)比較嚴重的銹蝕層，層面結(jié)構(gòu)剝離且疏松。鐵器自身因為埋藏條件不好，會存在斷裂、損壞的情況，強度下降，容易再次斷折。因此，在正式進行鐵器保護和修復(fù)處理之前，必須對鐵器進行全面檢測，以掌握其真實、準確的情況，再制定針對性的保護措施。對于鐵器文物的檢測主要包括顯微觀察、分析密度、Cl離子檢測、分析銹蝕成分等，因為鐵器的銹蝕和其本身的金屬結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系，發(fā)生嚴重礦化和銹蝕的情況，往往是因為鐵器中存在高濃度的Cl離子。因此，對鐵器文物利用超景深顯微鏡、重量體積比、X射線的衍射和熒光光譜等技術(shù)進行銹蝕物的分析很重要。

（一）超景深顯微鏡觀察技術(shù)

超景深顯微鏡觀察技術(shù)主要是在顯微條件下對鐵器文物的表面進行觀察，觀察的主要區(qū)域是銹蝕部位的鹽晶體。如果在銹蝕部位發(fā)現(xiàn)鹽晶體，就說明鐵器吸收了埋藏在土壤中的大量鹽類，所以造成鐵器腐蝕。腐蝕層干燥之后，會使鹽類物質(zhì)析出并聚集在表面。如果鐵器表面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)片狀疏松的情況，并且片層的中間區(qū)域是白色，邊緣是棕黃色，就表明銹蝕還在不斷發(fā)展。隨著邊緣部位出現(xiàn)銹蝕，銹蝕會逐步向中心部位蔓延，直到最終鐵器被完全銹蝕。

（二）XRF分析技術(shù)

XRF分析技術(shù)也被稱為X射線熒光分析。通過專業(yè)設(shè)備，我們可以看到鐵器表面的碎片組織有淺棕紅色的粉狀沉積物，還會在滴入三價鐵離子氯化物溶液后呈現(xiàn)黃色。在進行該項分析時可以發(fā)現(xiàn)，鐵器的銹蝕部位都會存在一定濃度的氯離子，在相對濕度大于55%的條件下，鐵器在這些氯離子的作用下腐蝕會加速。

（三）加固技術(shù)

為避免鐵器文物在清理中出現(xiàn)斷裂、崩壞和瓦解的問題，必須對腐蝕比較嚴重的鐵器進行加固，才能保證鐵器的器型不會出現(xiàn)大的缺失。加固的材料是選用質(zhì)量分數(shù)為12%的B72溶液，加固材料的方式為滴注。此時加固主要針對薄弱區(qū)域進行，不需要進行整體區(qū)域加固，避免因為加固操作導(dǎo)致鐵器文物表面的泥土難以去除。

（四）清洗烘干技術(shù)

對鐵器文物表面的泥土層進行去除，采用的是75%的乙醇溶液分解后，再用竹簽進行剔除，在泥土層被清理之后先用普通水進行沖洗，最后用離子水多次沖洗，保證鐵器表面的清潔，最后利用電吹風(fēng)進行烘干。特別要注意的是，在清洗烘干完成后，要對鐵器結(jié)構(gòu)進行再次加固修復(fù)，對斷裂的鐵器利用膠黏劑進行粘接，如果斷裂情況比較嚴重，也可以在開槽后加鐵片進行注膠連接加固。

（五）磷化處理技術(shù)

磷化處理技術(shù)的主要任務(wù)是把鐵器表面活潑性質(zhì)的鐵銹轉(zhuǎn)化為一層不容易溶解于水里的結(jié)晶型磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜。這種物質(zhì)是由大小不同的晶體組成的，能很好地和基體連接在一起，對鐵器形成比較好的包裹，而且這種膜將溶解下來的鐵擴散到磷酸鹽層之后，形成了輕度且較好的定性結(jié)構(gòu)，從而改善了鐵器表面的耐腐蝕性能，實現(xiàn)對鐵器的保護。為保證經(jīng)過磷化護理之后的鐵器文物安全，可以采用磷化液對鐵器表面進行涂刷，涂刷結(jié)束5分鐘左右，用清水沖洗、離子水沖洗和烘干處理，這樣能讓鐵器表面形成致密結(jié)構(gòu)的保護膜。通過XRF分析發(fā)現(xiàn)鐵器表面的含Cl鹽基本清除干凈，形成了含P膜的保護層。

（六）封護處理技術(shù)

在對鐵器文物進行磷化處理之后，為實現(xiàn)更長久的保護，可以用封護劑對鐵器整體進行封護，一般處理方式是用3%的氟橡膠溶液進行表面涂刷。圖2左邊為鐵器未封護處理之前，右邊為封護處理后的效果。

圖2 鐵器封護處理

三、出土和館藏鐵器的保護機理研究

（一）鐵器銹蝕機理

鐵因為具有良好的導(dǎo)熱性能，在外部環(huán)境、空氣對流的影響下，其表面形成結(jié)露現(xiàn)象。這種現(xiàn)象會導(dǎo)致水分子滲透深入到鐵器內(nèi)部，加速鐵器的電化學(xué)腐蝕，因此，鐵器銹蝕的主要影響因素是濕度。濕度大小對鐵器的腐蝕程度有直接影響。在不同濕度條件下，鐵器的各種銹蝕產(chǎn)物還會進一步發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成疏松結(jié)構(gòu)和不穩(wěn)定物質(zhì)，加速銹蝕層的發(fā)展，比如鐵的腐蝕產(chǎn)物中如果含有硫的化合物如黃鐵礦時，腐蝕產(chǎn)物遇水就會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致鐵器完全礦化。因此，在進行鐵器文物保護時，要高度重視對濕度的控制，避免鐵器表面形成水膜而導(dǎo)致鐵器發(fā)生的電化學(xué)腐蝕作用加劇。

（二）氧氣腐蝕機理

在一定濕度條件下，氧氣是導(dǎo)致鐵器表面電化學(xué)腐蝕加劇的主要因素。鐵在中性水、堿性水溶液中發(fā)生腐蝕時，如果陽極產(chǎn)生了溶解氧的還原反應(yīng)，氧濃度的增加會加快鐵的腐蝕速度。因此，必須高度重視氧含量對鐵器保護的影響，避免氧存在而導(dǎo)致鐵器電化學(xué)腐蝕加速。

（三）污染氣體對鐵器腐蝕的影響

在現(xiàn)代工業(yè)社會發(fā)展中，污染氣體對鐵器文化的危害越來越嚴重，主要的污染源及其影響是：第一，硫化物燃燒產(chǎn)生的氧化物。硫化物在大氣中非常容易發(fā)生反應(yīng)，雖然反應(yīng)過程不同，但是最終都會產(chǎn)生硫酸鹽。硫酸鹽附著在鐵器文物表面，如果環(huán)境溫度的濕度高，又有水存在于鐵器表面，就會引發(fā)電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕。因此，在鐵器文物的保護過程中，一定要注意將文物保存在干燥、清潔的環(huán)境中。第二，來自汽車尾氣排放的NOx，具有很強的腐蝕性，會加速鐵器文物的腐蝕。第三，空氣中的顆粒物會造成鐵器文物的表面出現(xiàn)機械磨損，會因為顆粒中存在的酸堿鹽等物質(zhì)和水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致鐵器文物出現(xiàn)更大程度的腐蝕。圖3上圖是出土后未修復(fù)的鐵鍘刀，下圖為保護修復(fù)后的鐵鍘刀。

圖3 鐵鍘刀修復(fù)后與修復(fù)后

四、結(jié)語

綜上所述，對于出土和館藏的鐵器進行保護必須要堅持為其提供堿性環(huán)境以及含水量低、無氧、無鹽、無有害氣體的條件，按照科學(xué)的保護和處理流程，借助先進的檢測設(shè)備和工具技術(shù)，才能實現(xiàn)對鐵器文物更好的保護。