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        一件漢代三人足銅洗的初步分析研究與保護(hù)修復(fù)

        2023-02-22 01:21:53余子驊李軍
        文物鑒定與鑒賞 2023年24期

        余子驊 李軍

        摘 要:南京博物院現(xiàn)藏一件漢代三人足銅洗,此文物病害嚴(yán)重,主要病害為缺失、斷裂、變形、點腐蝕等。經(jīng)儀器初步檢測,該銅洗本體為錫鉛青銅,銹蝕產(chǎn)物主要為氯銅礦、錫石與白鉛礦。經(jīng)技術(shù)路線制定與保護(hù)修復(fù)后,銅洗的有害銹蝕得到轉(zhuǎn)化而穩(wěn)定,缺失與變形部位得到恢復(fù),修復(fù)后其研究價值與藝術(shù)價值得到一定程度的提高。

        關(guān)鍵詞:人形足銅洗;錫鉛青銅;漢代;保護(hù)修復(fù)

        DOI:10.20005/j.cnki.issn.1674-8697.2023.24.009

        1 修復(fù)前器物的保存狀況

        南京博物院現(xiàn)藏有一件漢代三人足銅洗(下文稱“銅洗”),此件銅洗時代為漢代??趶綖?6厘米,通高13厘米。銅洗表面通體銹蝕,分布較多硬結(jié)物,口沿與器壁存在較多缺失,器壁一處存在修補(bǔ)痕跡,可見鉚釘痕跡,銅洗一足存在變形(圖1、圖2)。

        2 儀器檢測

        2.1 檢測設(shè)備及參數(shù)

        采用美國尼通XL3t980型手持式合金分析儀,儀器模式選金屬模式,檢測時間為45s,在樣品表面多個位置進(jìn)行無損檢測,結(jié)果取平均值。

        采用VHX-1000視頻顯微鏡觀察分析器物表面銹蝕形貌,將文物斷裂的碎片進(jìn)行上機(jī)體視觀察,測算條件設(shè)置為數(shù)碼放大100倍。

        X射線衍射是對銹蝕產(chǎn)物進(jìn)行物相分析的常用手段。分析前,將樣品上的銹蝕產(chǎn)物先刮取下來放入瑪瑙研缽中,將銹蝕物研磨至200目后,平鋪于無背景硅片上,表面壓平進(jìn)行上機(jī)測試。本次分析所用儀器Panalytical Empyrean型X射線衍射儀,工作電壓為40KV,工作電流為40mA,分析角度為10?!?0。,靶材為Cu靶。

        金相分析是選取銅洗上銹蝕剝落的殘片為樣品,以其斷面為檢測面,使用熱固性酚醛樹脂鑲嵌,用240-2000cw不同粒度的砂紙在磨拋一體機(jī)上拋光以達(dá)到樣品制備要求。浸蝕液為4%三氯化鐵乙醇溶液。所有樣品先不經(jīng)浸蝕,在金相顯微鏡下觀察夾雜物及其組織形態(tài)。銅器金相樣品采用MP-2磨拋機(jī),金相觀察采用蔡司ZEISS AXIO Scope A1型材料顯微鏡。

        2.2 分析結(jié)果與討論

        X射線熒光分析結(jié)果:銅洗的材質(zhì)為錫鉛青銅,Sn含量為4.1%~10.8%,Pb含量為4.5%~18.1%??谘夭课籔b含量較高,約為底部Pb含量的2.5倍。這可能與澆鑄方式有關(guān),即采用底部注入式澆筑法,造成了口沿部位Pb元素的密度偏析。補(bǔ)配部位較高的Sn含量,體現(xiàn)出其與銅洗原材質(zhì)的差異(表1)。

        超景深顯微分析結(jié)果:銅洗外壁表面銹蝕情況尚可,黑灰色銹蝕上有較多裂隙且分布有黃色、白色的硬結(jié)物;銅洗內(nèi)壁銹蝕較為嚴(yán)重,在黑灰色銹蝕基體上分布有較多的綠色塊狀銹蝕以及藍(lán)白色、淺綠色酥粉銹蝕(圖3~圖6)。

        X射線衍射分析結(jié)果:銅洗的銹蝕產(chǎn)物主要為氯銅礦、錫石、水白鉛礦與藍(lán)銅礦。硬結(jié)物以石英為主(表2)。

        金相分析結(jié)果:銅洗為鑄造工藝,由于Sn含量較低,α樹枝晶內(nèi)偏析不明顯。銅洗的底部與腹壁處的金相顯微存在一定差異(圖1~圖7),可能與澆鑄工藝有關(guān),因腹壁先冷卻,對應(yīng)α樹枝晶更細(xì)更尖銳,而底部冷卻速度較慢,樹枝晶較為粗大(表3)。

        綜上,銅洗病害較為嚴(yán)重,殘缺、變形雖為穩(wěn)定性病害,但不利于銅洗結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與進(jìn)一步的研究,亟需對其進(jìn)行配補(bǔ)完形,恢復(fù)器物的完整性。其銹蝕產(chǎn)物中氯銅礦屬于活動性病害,白鉛礦與錫石為可誘發(fā)病害,亟需進(jìn)行脫氯與穩(wěn)定處理。氯銅礦是活性有害銹蝕,在溫濕度的影響下極易發(fā)生循環(huán)銹蝕,直至青銅器全部礦化。白鉛礦、錫石在傳統(tǒng)意義上雖為無害銹蝕,但有相關(guān)研究表明,錫石結(jié)構(gòu)較硬且脆,若濕度變化易產(chǎn)生龜裂及破損,銅洗出土?xí)r雖能保持一定的外觀,但在干燥過程中易產(chǎn)生酥粉現(xiàn)象。碳酸鉛在周期性溫度變化和相對濕度波動較大的環(huán)境條件影響下,會交替反復(fù)發(fā)生重結(jié)晶與再溶解現(xiàn)象,使銹蝕體積不斷溶解膨脹或結(jié)晶收縮。一方面生成的晶體對銹蝕本身會產(chǎn)生擠壓,破壞其結(jié)合力,使原本較為致密的銹蝕變得酥粉脫落①,影響器物的外觀。另一方面,如果這層銹蝕完全脫落,空氣中的有害物質(zhì)就更容易侵蝕銅洗本體②,因此要繼續(xù)對其進(jìn)行脫氯與加固處理。

        3 保護(hù)修復(fù)

        結(jié)合前期分析研究,這件銅洗的具體保護(hù)技術(shù)路線如下:表面硬結(jié)物清洗—有害銹蝕轉(zhuǎn)化與封閉—整形復(fù)位—連接補(bǔ)配—緩蝕穩(wěn)定—表面封護(hù)—表面隨色。

        3.1 表面硬結(jié)物清洗

        結(jié)合前期硬結(jié)物的病害產(chǎn)物分析,銅洗的硬結(jié)物主要為石英,由于銅洗器壁較薄,若用常規(guī)的機(jī)械振動或超聲振動等處理方法可能損傷文物本體,本次清洗選取化學(xué)軟化處理的方式。六偏磷酸鈉是軟化青銅器表面堅硬鈣質(zhì)沉積物的常用試劑③,操作時使用濃度5%左右的六偏磷酸鈉溶液對銅洗進(jìn)行浸泡,待表面鈣質(zhì)硬結(jié)物軟化后,用棕毛刷刷洗去除,刷洗時控制力度,須用去離子水清洗干凈,并脫水、烘干。

        3.2 有害銹蝕的轉(zhuǎn)化與封閉

        銅洗的有害銹蝕多以點腐蝕的形態(tài)出現(xiàn)在人形足部。點腐蝕是一種破壞性和隱患腐蝕形態(tài),孔有大有小,一般孔表面直徑等于或小于它的深度,小而深的孔可能使金屬穿孔,本著較少干預(yù)的原則,本次有害銹的處理原則是采取轉(zhuǎn)化與封閉相結(jié)合的思路。對點腐蝕凹坑露出的綠色粉狀銹蝕的部位,先用手術(shù)刀、鋼針或小型電磨刷細(xì)致地初步去除,去除程度以凹坑處的氧化亞銅層面基本得到顯現(xiàn)為宜。剔除后的銹蝕坑,使用過氧化氫法處理。過氧化氫法具有省時高效的優(yōu)點,可將氯化亞銅與氯銅礦轉(zhuǎn)化成氧化銅④。氧化銅是一種較為穩(wěn)定的銹蝕,色澤為棕黑色,與銅洗表面碳黑顏色相近,可作為后續(xù)隨色處理的底色。

        3.3 錘揲整形

        銅洗的口沿與器壁存在局部缺失,常見的頂撐法與模壓法并不適用。結(jié)合前期分析研究與現(xiàn)場模擬,修復(fù)師以錘揲法的形式對變形的足部及器壁進(jìn)行整形。具體是將變形部位放在錫錠上,使用木槌、錫錘對變形部位進(jìn)行多次適度錘擊,直到器壁恢復(fù)形制。

        3.4 連接補(bǔ)配

        銅洗材質(zhì)為低鉛錫青銅,缺失部位較多,且器壁較薄,最薄處僅3mm??紤]到鉛錫合金、紅銅材料相較有機(jī)材料在抵抗老化方面具有明顯優(yōu)勢,且焊接后與器物強(qiáng)度接近,能夠一定程度上避免因強(qiáng)度不均產(chǎn)生的二次傷害⑤,對銅洗的缺失部位采用銅板補(bǔ)配法⑥進(jìn)行焊接固定骨架,再外用速成銅膠進(jìn)行補(bǔ)配。具體操作如下:首先選取長度合適的銅棒,錘揲出合適的弧度,在口沿缺失處進(jìn)行點焊固定;再用紙板蒙在器物外壁畫出器壁殘缺處形狀并剪出,將退火后的銅片剪成相應(yīng)的殘補(bǔ)片,稍作銼、磨、敲打修整,拼對茬口,將其與器身焊接(先焊幾點固定再焊接接縫),用電烙鐵修整接口不規(guī)則焊錫,將焊接好的銅片敲打塑形,做出一定的弧度與原器匹配。焊接后,使用速成銅膠補(bǔ)配。補(bǔ)配前,用銼刀磨毛銅皮表面,增強(qiáng)樹脂黏結(jié)附著力。將速成銅膠調(diào)制合適后,均勻地涂抹在銅皮表面,待后補(bǔ)的速成銅膠初步固化后,再對其進(jìn)行磨銼修整,待完全固化后,使用刻刀在其表面雕刻紋飾。銅洗外壁表面缺失部位紋飾較少,為一圈玄紋,打磨及雕刻時需細(xì)致關(guān)注周邊面與線的關(guān)系,保持過渡自然,直至與銅洗外形基本符合。

        3.5 緩蝕封護(hù)

        為延緩銅洗內(nèi)部的潛在銹蝕,需對銅洗進(jìn)行表面緩蝕處理。苯并三氮唑(BTA)是現(xiàn)階段較為常用的青銅緩蝕劑⑦,可與銅離子結(jié)合層BTA-Cu,組織氯離子繼續(xù)與基體發(fā)生反應(yīng)。具體操作時,用乙醇配置濃度為3%的BTA乙醇溶液,再將銅洗放入烘箱內(nèi)預(yù)熱至40℃,以提高其反應(yīng)速率,將銅洗放入盛有BTA乙醇溶液的封閉容器中浸泡24h,緩蝕處理后,使銅洗自然風(fēng)干,再用乙醇溶液將器物表面析出的白色結(jié)晶物清理干凈。緩蝕后,為進(jìn)一步減緩因外環(huán)境條件達(dá)不到銅洗保存環(huán)境要求,而再次遭受銹蝕的可能性出現(xiàn),仍需對銅洗進(jìn)行表面封護(hù)處理,以提高其抗外部環(huán)境能力。封護(hù)材料一般使用Paraloid B72材料。用毛刷蘸取濃度1.5%的Paraloid B72乙酸乙酯溶液多次涂刷銅洗表面。

        3.6 表面隨色

        封護(hù)后,需對補(bǔ)配部位表面進(jìn)行隨色。銅洗外壁表面較為光滑,內(nèi)壁較為粗糙,需使用不同的作色技法與材料。因銅洗外壁較為光滑且整體呈現(xiàn)啞光色澤,修復(fù)師使用專用丙烯顏料對銅洗外壁的炭黑色色澤進(jìn)行隨色。調(diào)色時,以黑色為基準(zhǔn)色,根據(jù)周邊不同明暗度,添加少許鈦白、赭石等顏色,以達(dá)到與周邊區(qū)域色澤相近的效果。隨色時以涂、點、噴等技法進(jìn)行著色,待一種顏色初步固化后,再上另一種顏色,如此反復(fù),以體現(xiàn)整體的層次感,待作色區(qū)域與周邊色澤接近后,再使用丙烯啞光光油等材料擦拭表面,以接近銅洗原有的光澤。而對于器壁內(nèi)部的隨色,則采取礦物顏料加蟲膠漆片的傳統(tǒng)方式。具體操作時,使用礦物顏料調(diào)制出與周邊銹蝕顏色及顆粒度相近的黃、綠、褐等三種顏料,并根據(jù)周邊區(qū)域的銹蝕粗糙度,在調(diào)好的色料里添加合適目數(shù)的黃土,對待著色部位以點、蘸、彈、抹等技法進(jìn)行交替上色,待顏色初步固化后,在著色區(qū)域輕抹一層薄土,待其顏色固化,掃去黃土,重復(fù)上述步驟多次,最終達(dá)到隨色區(qū)域與周邊過渡自然的效果。

        4 結(jié)論

        通過儀器的初步科學(xué)分析,銅洗材質(zhì)為錫鉛青銅,鑄造工藝。由于采用的是澆鑄工藝,不同部位冷卻時間有差異,造成同一器物不同部位的金相組織出現(xiàn)差異;銅洗銹蝕產(chǎn)物主要以氯銅礦、錫石與白鉛礦為主。通過病害程度評估,設(shè)計出有效的保護(hù)技術(shù)路線,經(jīng)保護(hù)修復(fù)后,銅洗表面的硬結(jié)物、有害銹蝕得到了去除與轉(zhuǎn)化,斷裂與缺失的銅壁得到了補(bǔ)配與連接,使銅洗本體的穩(wěn)定性得到了一程度的提升,對補(bǔ)配表面進(jìn)行刻紋與隨色后,其藝術(shù)價值也進(jìn)一步得到提高(圖11、圖12)。銅洗器體似盆,口沿平折,腹中部兩側(cè)有鋪首裝飾,鋪首處無銜環(huán),下腹斜收微張,銅洗底部附有矮圈足,下承三個人形足。人形足造型生動,人物身穿交領(lǐng)窄袖短袍,雙手叉腰直立,以頭與肩頂扛洗,睜目長眉,寬鼻咧嘴,全身用力。碩大的銅洗壓在三人身上,人眼、鼻與嘴的形態(tài)都表現(xiàn)出難以支撐的吃力神態(tài),生動逼真。為進(jìn)一步研究此類型的銅洗提供了較為豐富的實物資料。

        注釋

        ①王煊.三星堆青銅器“酥粉銹”腐蝕機(jī)理的研究與探討[J].四川文物,2002(3):83-89.

        ②蔡毓真,胡東波,管理,等.?;韬钅管囻R坑出土鎏金青銅當(dāng)盧銅、錫元素遷移變化研究[J].南方文物,2020(6):180-188.

        ③國家文物局博物館與社會文物司.博物館青銅文物保護(hù)技術(shù)手冊[M].北京:文物出版社,2014:66.

        ④廖原.青銅文物銹蝕機(jī)理及有害銹轉(zhuǎn)化劑研究[J].文物保護(hù)與考古科學(xué),2003(2):20-23,67.

        ⑤于孟楠,劉鶯.淺談青銅器的補(bǔ)配:以素面青銅盆修復(fù)為例[J].上海視覺,2021(2):111-117.

        ⑥雷磊.銅板補(bǔ)配法在青銅文物修復(fù)中的應(yīng)用[J].自然與文化遺產(chǎn)研究,2019,4(S2):95-98.

        ⑦祝鴻范.BTA緩蝕劑在文物保護(hù)中的應(yīng)用[J].腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù),1999(4):64-65.

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