漢代青銅坊粉狀銹的處理

一、概述

在新鄉(xiāng)市博物館館藏的眾多青銅器文物中，有一件2014年我們修復(fù)的西漢時期青銅坊。此件青銅坊在歷史三廳獨(dú)立展柜展示，沒有溫度、濕度控制設(shè)備，由于存放環(huán)境長期達(dá)不到要求，加上青銅坊自身結(jié)構(gòu)的缺陷，銹蝕現(xiàn)象急速惡化，粉狀銹比較嚴(yán)重。

二、基本信息

1.此青銅坊帶蓋，蓋上有四個小鈕，器身兩側(cè)各有一個鋪首銜環(huán)，通高42、口徑10.7、腹徑20.3厘米。青銅坊由于在地下長期受自然腐蝕，器物表面附著大量的土垢及硬結(jié)物，通體銹蝕。我們對器身和器蓋上淺綠色的銹蝕取樣檢測分析發(fā)現(xiàn)有氯離子，是粉狀銹。

2.粉狀銹本來是青銅器上的一種局部腐蝕現(xiàn)象，常常分散或密集分布在青銅器表面，多數(shù)被腐蝕產(chǎn)物覆蓋，少數(shù)呈開放式。爆發(fā)的粉狀銹常常是從頂部覆蓋的礦化物的裂縫中冒出來，隨著惡劣的環(huán)境變化，粉狀銹會向四周迅速蔓延擴(kuò)大，從而破壞器物上的花紋、圖案、銘文和其他有價值的信息。

三、工作目標(biāo)

1.在嚴(yán)謹(jǐn)遵循“不改變文物原貌”和最小干預(yù)的原則下，依據(jù)有關(guān)規(guī)定和行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用傳統(tǒng)和現(xiàn)代科技方法，對青銅坊進(jìn)行保護(hù)、處理，做到“修舊如舊”，注重與整體的協(xié)調(diào)。

2.保護(hù)修復(fù)工作目標(biāo)是：清除青銅坊表面的有害銹、土垢等污染物;完成青銅坊“有害銹”的置換、緩蝕、做舊、封護(hù)處理。

3.通過保護(hù)修復(fù)達(dá)到以下目的：恢復(fù)器物原貌，認(rèn)知青銅器的科技價值，展現(xiàn)其歷史與藝術(shù)價值，有利收藏保管及發(fā)揮陳列展覽等文化交流作用，延長文物本體的壽命。

四、青銅坊銹蝕物、污染物檢測分析

1.為揭示這件青銅坊的保存狀況，理清“有害銹”的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及分布，探討青銅器的腐蝕特征及腐蝕機(jī)理，在保護(hù)修復(fù)時，要對其進(jìn)行系統(tǒng)科學(xué)的分析檢測，除掌握其表面保存狀況外，還要了解其內(nèi)在的保存情況，以便制定更為穩(wěn)妥的修復(fù)方案。該青銅坊修復(fù)之前，我們也進(jìn)行了科學(xué)的檢測分析。

2.青銅器的銹蝕產(chǎn)物除與自身的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)有關(guān)外，外部埋藏環(huán)境的影響也很重要。取青銅坊底部土壤樣品120克，移入1000毫升錐形瓶，置于振蕩器上震蕩3分鐘，來浸取提出土壤中的可溶鹽，利用循環(huán)水式真空泵對土壤浸出液進(jìn)行抽濾，制成透明的土樣浸出液，然后進(jìn)行易溶鹽分析。易溶鹽總量測定采用蒸干法，SO42-、Ca2+和Mg2+測定采用EDTA絡(luò)合容量法，HCO3-、CO32-、Cl-測定采用酸堿滴定法。

土壤可溶鹽種類和含量分析的結(jié)果表明，青銅坊表面土壤浸出液為中性偏酸。土壤中含有的主要易溶陽離子是Mg2+，主要易溶陰離子是HCO3-，Cl-次之，SO42-含量較少，未測出CO32-。

3.將青銅坊表層的塵土污染物清除掉，再用手術(shù)刀將青銅器上的銹蝕產(chǎn)物刮下，在瑪瑙研缽中研磨成粉末，然后進(jìn)行X射線粉晶衍射法分析。

實(shí)驗(yàn)所用儀器是德國Bruker公司生產(chǎn)的D8型X衍射分析儀。工作條件為：Cu靶K α線（λ=1.54056 ? ），工作管壓40kv，管流40mA。掃面起始角3°，終止角70°，步長0.02mm。采用MDI公司出品的JADE 5.0 X-射線衍射分析軟件進(jìn)行檢索分析。

XRD分析結(jié)果表明，青銅坊的主要銹蝕產(chǎn)物有：綠色的孔雀石Cu2（OH）2CO3，藍(lán)色的藍(lán)銅礦Cu3（OH）2（CO3）2，白色的白鉛礦PbCO3，及取樣時帶入的石英和銅器基體。石英應(yīng)是在青銅器的長期埋藏過程中滲入的。

4.采用X熒光對器物的合金成分、銹蝕物的顯微結(jié)構(gòu)及基本性能等進(jìn)行分析檢測，并根據(jù)病害分析結(jié)果對青銅坊病害機(jī)理進(jìn)行了簡要分析。

上述銹蝕物中，有赤銅礦、藍(lán)銅礦、孔雀石、氯銅礦。赤銅礦、藍(lán)銅礦、孔雀石屬于無害銹，而且它們的存在會使青銅器表面包裹一層銹蝕物保護(hù)層，其不僅能夠抑制銹蝕活動的進(jìn)一步發(fā)展，而且也是青銅器文物歷史悠久的象征之一，因此無害銹在不影響文物外觀形貌及展示要求的情況下通常予以保留。氯銅礦是青銅器的“粉狀銹”有害銹，其質(zhì)地松散，水及空氣分子容易穿過，使得氯離子與青銅基體發(fā)生的銹蝕反應(yīng)反復(fù)發(fā)生，最終造成青銅器的完全銹蝕而消失。因此，從文物保護(hù)角度出發(fā)，一旦發(fā)現(xiàn)存在有氯元素的青銅器，其上存在的“粉狀”銹蝕物務(wù)必完全清除干凈，同時也應(yīng)實(shí)施對青銅器封護(hù)保護(hù)及建立適宜的保存環(huán)境。

五、保護(hù)修復(fù)步驟

收集資料信息——清洗——去銹——置換——緩蝕——做舊——封護(hù)——建立保護(hù)修復(fù)檔案。

1.信息資料的收集：保護(hù)前器物的拍照，銹蝕、病害照片。

2.修復(fù)所需工具：電熱吹風(fēng)機(jī)、毛筆、燒杯、100Ml量筒、天平。

3.修復(fù)所需化學(xué)用劑：碳酸氫鈉溶液、去離子水、過氧化氫溶液、B72丙酮溶液、無水乙醇。

六、保護(hù)修復(fù)流程

1.對這件青銅器進(jìn)行全面清洗，去除器物表面附著大量的土垢及硬結(jié)物。對于粉狀銹病害我們可用紙漿糊糊法來處理。用蒸餾水潤沾紙漿，用鑷子捏取適量紙漿糊糊在粉狀銹表面，壓釋后用電吹風(fēng)微風(fēng)吹干，再用1.5%的碳酸氫鈉和過氧化氫溶液反復(fù)適量地注射紙漿頂部。根據(jù)粉狀銹的深淺決定注射次數(shù)。操作若干次后用鑷子去掉紙漿，觀察粉狀銹的顏色和變化情況，若沒有效果再重復(fù)以上步驟，直至粉狀銹表面亮色調(diào)轉(zhuǎn)化成暗色調(diào)為止。

2.對青銅坊身上的粉狀銹進(jìn)行處理。首先用手術(shù)刀去除浮銹，直到清理到無害銹層，對銹層的邊緣部分仔細(xì)清理。然后用棉簽沾取碳酸氫鈉溶液對機(jī)械清理完畢的粉狀銹區(qū)域多次涂抹。用電吹風(fēng)機(jī)對器物表面進(jìn)行加熱催化，將器物表面加熱到約50℃—60℃，再用棉簽沾取過氧化氫溶液對粉狀銹病害區(qū)域進(jìn)行涂抹。反復(fù)多次觀察反應(yīng)情況，直到無氣泡生成為止。

3.當(dāng)然，最終是否徹底清除粉狀銹我們不能只用肉眼作為判斷標(biāo)準(zhǔn)。為了檢測對之前的除銹過程是否真正清除了這件青銅坊身上的粉狀銹，我們還要進(jìn)行一個對氯離子的滴定檢測實(shí)驗(yàn)。首先取有害保護(hù)部位粉末置于試管中，將硝酸與蒸餾水以1：1的比例配成溶液滴入試管中。將3.4g硝酸銀加入1000ml蒸餾水中配成硝酸銀溶液，再將此標(biāo)準(zhǔn)硝酸銀溶液緩慢滴入取樣試管內(nèi)，隨后靜置觀察效果。若試管內(nèi)溶液變渾濁則說明還含有氯離子，粉狀銹祛除不徹底，需要重復(fù)上面清除粉狀銹的步驟直至氯離子徹底消除。若取樣溶液不變渾濁，則說明該樣品中不含氯離子，證明粉狀銹清除成功。需要注意的是，我們應(yīng)對器物有粉狀銹不同部位分別取樣，均做氯離子滴定檢測，才能良好地檢測出這件青銅坊的粉狀銹處理效果。

4.苯駢三氮唑（BTA）是一種普遍采用的金屬緩蝕劑，它屬于雜環(huán)化合物，呈白色或奶白色的粉末結(jié)晶，能溶于乙醇等有機(jī)溶劑，它可與銅和銅合金形成不溶于水透明的膜，而對青銅器起到保護(hù)作用。銹蝕的青銅器經(jīng)苯駢三氮唑保護(hù)處理后，可防止氧化物、鹵素化合物和其他腐蝕性氣體的侵襲，“青銅病”即被抑制而穩(wěn)定下來。青銅坊具體操作方法是：用3%濃度的苯駢三氮唑乙醇溶液涂刷滲透，使苯駢三氮唑滲透到銹層內(nèi)部，使銹蝕器物穩(wěn)定。處理后的青銅坊，從而達(dá)到良好效果。

5.以棉簽沾取B72丙酮溶液，對粉狀銹處理完的區(qū)域進(jìn)行封護(hù)。

七、修復(fù)后的環(huán)境保護(hù)

這件青銅坊保護(hù)修復(fù)之后，如何在文物庫房和展廳中放置、保存是一個非常重要的問題，做好這項(xiàng)工作可以為我們長期保存青銅器起到事半功倍的作用。針對新鄉(xiāng)地區(qū)的環(huán)境特征，以及青銅器病害腐蝕機(jī)理，我們認(rèn)為保存青銅器必須是低溫、干燥的密閉間。根據(jù)現(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)及技術(shù)水平，我們對青銅器存放環(huán)境有以下環(huán)境要求：溫度應(yīng)保持在14℃—24℃之間，相對濕度應(yīng)控制在30%—40%之間，光照度應(yīng)小于150，對大氣環(huán)境要求防塵、無氯、無可溶鹽、無酸性氣體、無生物危害。外展時工作人員應(yīng)佩戴白手套雙手捧托，要輕拿輕放，避免劇烈震動。文物在庫房存放期間應(yīng)定期巡檢，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

通過對漢代青銅坊粉狀銹的處理，我們可以了解到青銅器生粉狀銹是很可怕的事情，它會把青銅器（吃掉）腐蝕得只剩粉末。所以一旦遇到及時處理。

隨著文物保護(hù)技術(shù)更加科學(xué)性的深入探索，對于粉狀銹的生成機(jī)理認(rèn)識已經(jīng)提升很多。通過這次對青銅坊的保護(hù)工作，也充分認(rèn)識到文物保存環(huán)境對文物有著重要的影響，對于文物的保護(hù)我們不能掉以輕心，預(yù)防為主，搶救第一。

（作者楊新建，新鄉(xiāng)市博物館研究館員，主要從事文物修復(fù)與文物保護(hù)工作）

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