淺談嚴(yán)重礦化鐵質(zhì)文物的保護(hù)修復(fù)
——以張家口市宣化區(qū)館藏鐵質(zhì)文物保護(hù)修復(fù)為例

暴耀東

（河北省文物與古建筑保護(hù)研究院，河北 石家莊 050033）

1 張家口市宣化區(qū)館藏鐵質(zhì)文物的特點(diǎn)

張家口市宣化區(qū)位于華北平原與內(nèi)蒙古高原過渡地帶，明代稱“宣府”，是“九邊重鎮(zhèn)”之一，地勢險(xiǎn)要，戰(zhàn)略地位極為重要。宣化在歷史上是漢族和北方少數(shù)民族雜居的地域，創(chuàng)造了中原農(nóng)耕文化與草原游牧文化有機(jī)融合的地方特色文化，具有典型的邊塞文化特點(diǎn)。

宣化區(qū)文物管理所收藏的鐵質(zhì)文物年代跨度大（戰(zhàn)漢至明清時(shí)期），充分展現(xiàn)了不同時(shí)期的器型特色。出土于宣化及周邊地區(qū)的有鐵三眼槍、鐵刀、鐵矛等兵器，鐵犁鏵、鐵鏟等農(nóng)具，鐵六角承、鐵馬鐙等車馬器和鐵釜、鐵盤、鐵壺、鐵鎖、鐵權(quán)等生活用具。有些器具上鑄刻有銘文。這批鐵器很可能是因突發(fā)戰(zhàn)爭而在匆忙中被掩埋，與元末明初在宣化及周邊地區(qū)頻繁發(fā)生戰(zhàn)爭的歷史相吻合。這樣成組成套的軍旅鐵器出土，在其他地區(qū)并不多見，有較強(qiáng)的地域性以及鮮明的時(shí)代特征，具有珍貴的文物研究價(jià)值。

2 鐵質(zhì)文物的礦化程度和病害特點(diǎn)

這批鐵器類金屬文物藏品（圖1～圖3），大多數(shù)是出土文物，出土后未經(jīng)除銹、防腐、修復(fù)等技術(shù)處理。由于宣化區(qū)文物管理所將各種質(zhì)地、類型的文物混放，鐵器、銅器、陶器和石器等共用一個(gè)文物庫房，沒有溫濕度控制保護(hù)措施。除少部分保存情況較好外，多數(shù)存在土堿、鹽、表面硬結(jié)物等病害，表現(xiàn)為酥粉、殘缺、裂隙、變形、腐蝕、損壞等特點(diǎn)。如不盡快進(jìn)行除銹、防腐、修復(fù)等技術(shù)處理，在現(xiàn)有保存條件下，一部分鐵質(zhì)文物病害將會由微損發(fā)展為重度腐蝕，進(jìn)而完全礦化。因此，亟待進(jìn)行保護(hù)干預(yù)，以遏止文物病害蔓延造成損失。

圖1 鐵刀①

圖2 鐵權(quán)②

圖3 筒形鐵鎖③

3 科學(xué)的分析檢測

本次修復(fù)前使用科學(xué)精密的儀器對這批鐵質(zhì)文物進(jìn)行了分析檢測，有針對性地制定了文物保護(hù)修復(fù)方法和具體步驟。

3.1 X射線探傷檢測

采用攜帶式變頻充氣X射線探傷機(jī)，儀器參數(shù)：電源容量＞2.0；輻射角度：90°；最大穿透：A3鋼：29mm；輸出電壓：80-200KV；X射線發(fā)生器重量：16KG，對文物進(jìn)行X射線透射成像檢測，分析內(nèi)部結(jié)構(gòu)。分析結(jié)果顯示，部分鐵質(zhì)文物保存尚可，但有大量鐵器腐蝕嚴(yán)重，存在有不均勻銹蝕現(xiàn)象，有些部位鐵質(zhì)完全礦化，因腐蝕而產(chǎn)生的裂隙遍布器身，質(zhì)地十分脆弱。容器類鐵器普遍有大量鑄造缺孔，腐蝕嚴(yán)重部位還有很多因腐蝕而產(chǎn)生的孔洞。兵器類鐵器多斷為多截，大部分腐蝕嚴(yán)重，鐵質(zhì)完全礦化，少數(shù)部分器物尚保存有鐵芯。圖4為筒形鐵鎖，因腐蝕而產(chǎn)生了裂隙，金屬壁已經(jīng)非常薄，質(zhì)地十分脆弱。

圖4 筒形鐵鎖探傷照片

3.2 X射線熒光能譜檢測

運(yùn)用X射線熒光能譜（XRF）對采集到的鐵器點(diǎn)腐蝕、層狀脫落等病害處的腐蝕產(chǎn)物以及部分沉淀物等樣品進(jìn)行半定量分析。測試條件：最大電壓30KV；電流：0.014mA；半真空氣氛；測試光斑半徑1.2mm；采譜時(shí)間：45S。

4 文物修復(fù)手段的探討

4.1 信息采集與確定保護(hù)技術(shù)路線

為每件文物建立檔案，包括文物的編號、來源、器型、質(zhì)地、年代、重量等基本信息和文物整體及局部病害影像。

根據(jù)檢測分析的結(jié)果，分析文物的病害，按照最少干預(yù)的原則，確定科學(xué)、可行的保護(hù)修復(fù)技術(shù)路線。結(jié)合當(dāng)前每件文物的不同現(xiàn)狀，本次修復(fù)工作采取以傳統(tǒng)機(jī)械修復(fù)保護(hù)步驟為主，適當(dāng)選用化學(xué)試劑材料為輔的總體思路來完成保護(hù)修復(fù)。本批文物保護(hù)修復(fù)整體步驟包含：拍照、表面清理、除銹、加固、脫鹽、修復(fù)、緩蝕、封護(hù)等。保護(hù)修復(fù)的目的是分析清楚器物現(xiàn)存有害物，消除鐵器進(jìn)一步劣化的隱患，達(dá)到在現(xiàn)有庫房的保存條件下，鐵質(zhì)文物不再進(jìn)一步腐蝕劣化的目的。修復(fù)工作兼顧該批鐵器的歷史價(jià)值和觀賞價(jià)值，通過對文物系統(tǒng)、全面的保護(hù)處理，達(dá)到陳列展出要求。

4.2 表面清理

根據(jù)前期的病害調(diào)查和檢測分析結(jié)果，結(jié)合每件文物的結(jié)構(gòu)、成分及性質(zhì)，清除文物表面覆蓋的泥沙物沉積層和疏松的銹蝕物。在有較好鐵芯的前提下，去除表面有害銹蝕物十分必要。因?yàn)檫@些物質(zhì)具有一定的吸潮能力，如不及時(shí)去除，在酸性和一定濕度條件下將繼續(xù)腐蝕文物本體。本次主要采用機(jī)械方法對文物表面硬結(jié)物進(jìn)行清理。將文物浸泡于裝有蒸餾水的容器中約30分鐘以起到軟化文物表面硬結(jié)物的效果，使用牙刷等器具反復(fù)刷洗以達(dá)到初步清理的目的。然后使用手術(shù)刀、刻刀、超聲波潔牙機(jī)、打磨機(jī)等不同工具去除文物上較難清理掉的表面硬結(jié)物和覆蓋紋飾的銹蝕物，選用蒸餾水、無水乙醇、丙酮等比的混合溶液敷在部分鐵質(zhì)文物上局部覆蓋物和硬結(jié)物的堅(jiān)硬區(qū)域，軟化銹蝕層后進(jìn)行機(jī)械清理，完成后使用蒸餾水將化學(xué)試劑殘余清洗干凈。

4.3 除銹

鐵質(zhì)文物由于構(gòu)成成分單一，容易受各種可溶性鹽類及水的影響，發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)，形成不同的腐蝕銹層。除銹主要采用手工與機(jī)械相結(jié)合的方法。使用鏨刻刀、手術(shù)刀、小錘等工具，手工進(jìn)行剔、挑、剝、鑿等手法，初步去除鐵質(zhì)文物表面所覆蓋的泥土和鐵銹。對于堅(jiān)硬的表面硬結(jié)物，根據(jù)每件文物情況不同，選用打磨機(jī)、超聲波潔牙機(jī)、文物修復(fù)專用噴砂機(jī)等機(jī)械進(jìn)行去銹。對病害相對較輕的文物進(jìn)行噴砂去除表面硬結(jié)物及銹蝕物，根據(jù)不同文物的特性對噴砂機(jī)壓力大小進(jìn)行調(diào)試，做到壓力由小到大，以不損害文物原有質(zhì)地為第一要?jiǎng)?wù)。對于堅(jiān)硬的土銹，使用試劑軟化。軟化劑選用0.04%氫氧化鈉水溶液，軟化后用器械去除。

4.4 脫鹽、緩蝕

金屬文物有害銹主要是由氯離子造成的，鐵質(zhì)文物去除氯離子是有效減輕鐵質(zhì)文物腐蝕的辦法。本次鐵質(zhì)文物脫鹽，對于不需額外保護(hù)外部附著痕跡的器物采用堿液浸泡法進(jìn)行脫鹽；對于有附著痕跡的器物，用2%B72丙酮溶液對附著物進(jìn)行加固后，采用紙漿法脫鹽。

脫鹽后的干燥鐵器需要進(jìn)行緩蝕處理，減緩鐵質(zhì)文物在空氣中的腐蝕速度。本次修復(fù)選用單寧酸作為緩蝕劑，針對文物深層存在的有害銹，利用單寧酸的特性與文物表面生成一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，成膜覆蓋于文物表面，將銹蝕物中的氯離子封護(hù)于網(wǎng)點(diǎn)中，使氯離子喪失原有的活性，降低氯離子對鐵質(zhì)文物的腐蝕。

操作方法：按照單寧酸8.5g/L、磷酸二氫鋅0.15g/L、硅酸鈉2.8g/L、無水乙醇胺183.2g/L的比例溶于蒸餾水中，蘸取該溶液對器物表面進(jìn)行均勻涂刷。在進(jìn)行緩蝕處理之前加熱器物能讓緩蝕效果更好。緩蝕處理后，文物自然風(fēng)干并檢查是否有緩蝕劑晶體析出，如有要進(jìn)行進(jìn)一步處理。

4.5 補(bǔ)配

在有依據(jù)的前提下，對本次修復(fù)中部分有殘缺的鐵質(zhì)文物補(bǔ)配完整。根據(jù)每件文物的具體殘缺部位大小，分別選取合金件或高分子材料的樹脂玻璃鋼補(bǔ)配殘缺。根據(jù)文物造型的對稱性，與殘缺部位相對應(yīng)的部位用合金件進(jìn)行焊接后，使用高分子材料不飽和聚酯樹脂或者環(huán)氧樹脂，添加一定劑量的滑石粉或者石英粉作為填充材料，再根據(jù)鐵器顏色加入相近的礦物顏料。對于部分鐵質(zhì)文物上存在的細(xì)小孔洞缺失，主要采用環(huán)氧樹脂配礦物顏料對缺失部位進(jìn)行補(bǔ)配。

4.6 協(xié)調(diào)作色

為滿足文物公開展覽的需要，該批鐵質(zhì)文物修復(fù)完成后，需要進(jìn)行做舊處理。針對面積較小的部分，在補(bǔ)配環(huán)節(jié)摻入各色礦物顏料調(diào)色，在做形的同時(shí)完成作色。面積較大的部位，在做形之后用漆片溶劑摻入礦物顏料作色，根據(jù)情況加入不同量的無水乙醇，調(diào)整濃度，完成調(diào)色。

4.7 表面封護(hù)

金屬文物修復(fù)一般需進(jìn)行表面封護(hù)，封護(hù)劑性能一般需達(dá)到不易分解、對文物外觀改變小、耐老化、長期有效。這批鐵質(zhì)文物在經(jīng)過緩蝕處理后，選用1%的B72丙酮溶液進(jìn)行封護(hù)，以提高文物在日常環(huán)境中的穩(wěn)定性，減緩鐵質(zhì)文物因環(huán)境變化沖擊可能產(chǎn)生的侵蝕等變化。每件文物進(jìn)行封護(hù)工作前，先選取文物局部小塊不起眼處進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，依次涂刷溶液封護(hù)，不出現(xiàn)眩光即可。

4.8 完成檔案，驗(yàn)收入庫

整個(gè)修復(fù)過程保存了完整的記錄修復(fù)日志，保護(hù)修復(fù)檔案嚴(yán)格按照WW/T0010—2008《館藏金屬文物保護(hù)修復(fù)檔案記錄規(guī)范》編寫。對將要改變鐵質(zhì)文物外貌的操作重點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)記錄，所有的照片和文字記錄完成入檔保存，并配合驗(yàn)收、核對文物及清點(diǎn)數(shù)量，登記入庫。修復(fù)檔案對今后文物的保存、再修復(fù)都有著重要的指導(dǎo)意義（表1）。

表1 完成保護(hù)修復(fù)后的文物對比（部分）

5 針對保護(hù)修復(fù)后文物的保存環(huán)境的建議

經(jīng)過保護(hù)修復(fù)后的鐵器，需要對其保存環(huán)境進(jìn)行有效改善。改善鐵質(zhì)文物保存環(huán)境，可參考《博物館藏品保存環(huán)境試行規(guī)范》，在有條件的情況下，設(shè)立鐵質(zhì)文物庫房，單獨(dú)放置鐵質(zhì)文物。將鐵質(zhì)文物庫房溫度控制在20～26攝氏度，相對濕度為0～40%的環(huán)境中保存，環(huán)境溫度日差不高于2～5攝氏度，環(huán)境相對濕度日波動值不大于5%。

如果宏觀環(huán)境短期難以有效改善，可考慮配置具有密閉性能的展柜或囊匣，放置去濕機(jī)或干燥劑等進(jìn)行微環(huán)境控制。鐵質(zhì)文物屬于非光敏性物質(zhì)，照度低于300勒克斯即可，但也要考慮到保護(hù)修復(fù)材料的使用壽命，盡可能地減少光照輻射的影響。對空氣中的污染物進(jìn)行預(yù)防和治理。通過清潔消毒、采用防塵建筑材料、綠化環(huán)境等措施對有害氣體進(jìn)行預(yù)防，或是利用空氣過濾器、活性炭過濾器等凈化空氣中的顆粒物和有害氣體。讓保護(hù)處理后的鐵質(zhì)文物處于一個(gè)缺氧、低濕、密閉的，相對穩(wěn)定的微環(huán)境中，達(dá)到長期、安全保存的目的。

該批文物部分鐵器因?yàn)楦g嚴(yán)重、裂隙遍布，質(zhì)地相對脆弱，在運(yùn)輸、保存、展覽中，需做好文物的包裝、減震工作。

6 小結(jié)

本次修復(fù)的張家口市宣化區(qū)文物管理所藏鐵質(zhì)文物，遵守“最小干預(yù)、不改變文物原狀、協(xié)調(diào)性和保護(hù)修復(fù)材料可再處理性”的修復(fù)原則。采用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)保護(hù)修復(fù)工藝，對文物進(jìn)行了有效的保護(hù)、修復(fù)。期間完成了對文物的表面清理、去除有害銹、緩蝕、粘接、補(bǔ)配、做舊、表面封護(hù)和文物保護(hù)修復(fù)檔案的建立工作，最后通過對文物科學(xué)、有效的保存，延緩文物壽命。

①鐵刀（文物編號：2673，清，未定級），通體銹蝕，嚴(yán)重礦化，表面有大量土銹、鐵銹及鈣質(zhì)層，且銹層疏松，局部斷裂、變形。

②鐵權(quán)（文物編號：1581，明，一般），通體銹蝕，嚴(yán)重礦化，表面有大量土銹、鐵銹及鈣質(zhì)層，且銹層疏松。

③筒形鐵鎖（文物編號：647，明，3級），通體銹蝕，嚴(yán)重礦化，表面有大量土銹、鐵銹及鈣質(zhì)層。