浅谈馆藏金属类文物的修复和保护
经历长久的地下埋藏,出土后又暴露于大气之中,会导致许多铜、铁质文物不断锈蚀分解。尤其是在潮湿的环境中,更容易被氧化,慢慢被分解成废铜、废铁。要遏止、减缓这些金属类文物的腐蚀,有效地保护和修复这些历史文物,必须先了解腐蚀的原因,并检测分析腐蚀程度,进行风险评估。在修复前先根据《馆藏金属文物保护修复方案编写规范》等国家标准文件,制订金属文物保护修复方案,以便为下一步的保护措施提供依据。
1 前期工作
1.1 保存现状调查评估
首行,分析地理环境。我国江南地区属中亚热带季风气候,四季分明,温暖湿润,雨量充沛,具有明显的山地立体气候,不利于金属类文物的保存。
其次,分析病害成因。一是自然因素。金属合金在各个历史时期的合金配比不相同,青铜合金的成分和结构、冶炼方式、铸造工艺等会对青铜器的微观结构产生影响。青铜器的腐蚀主要是由环境、湿度和温度引起,在埋藏环境中受到土壤可溶盐、微生物等环境介质影响而发生化学、电化学反应或生物作用而受到破坏,器物出现不同程度的腐蚀。二是人为因素。文物出土未经科学保护,加上保存环境的限制,器物在一定的温湿度条件下加剧了腐蚀程度。
最后,分析评估。分析可能出现的技术难题,区分有害锈与无害锈。例如,青铜器有色彩斑斓的铜锈及表面形成的氧化层包浆,是青铜器年代久远的象征,应该保留。而有害锈(粉状锈)则威胁到青铜器的安全,则必须清除。但这两种铜锈往往共存于青铜器上,这就给我们处理有害锈、保留无害锈造成很大困难。我们通过分析检测确定这两种锈的分布,有针对性地分别进行处理。
1.2 保护修复操作过程
首先,建立信息资料。根据《馆藏金属文物保护修复档案记录规范》,对需修复的金属器物建立保护修复档案,通过拍照、量尺寸、称重量、调查文物历史和考古资料等详细记录文物的保存状况。
其次,选择修复材料。文物的腐蚀状况不同,所采用的修复材料也不同,如青铜、铁器类文物根据腐蚀、破损程度大致使用粘接(AAA胶)、低温焊接(铅锡合金熔点183℃)、矿物颜料(着色)、B72封护、金属焊接等。
再次,选择化学试剂。一般有害锈的处理采用倍半碳酸钠浸泡法,处理周期较长。用超声波清洗机结合倍半碳酸钠浸泡,可加快有害锈的置换速度。目前用于青铜器文物保护的缓蚀剂种类较多,但有的缓蚀剂处理后器物颜色有变化,所以应选择复配缓蚀配方;有的缓蚀剂对人体健康有害,应选择安全有效缓蚀剂及处理工艺。保护修复过程中的化学试剂尽量回收利用,对于无法再利用的,经水大量稀释后再排放,减少对环境产生的危害。另修复过程中挥发试剂产生的气体通过排气系统排出。
最后,选择修复工艺。需修复的金属器物都是比较复杂的,有残缺、变形、表面硬结物、层状堆积、断裂、孔洞、点腐蚀、矿化等,在修复时可能会出现一些焊接不住或焊接面强度大于被焊接面的情况(容易造成再次断裂)。采用修复工艺时,在有铜质的地方选用焊接,矿化部位先加固再胶粘,避免对文物造成二次伤害。如图1中的这件南宋铜剪刀,铜质,1964年10月出土于丽水金桥头潘孟光墓,锈蚀断残。经清洗处理和溶液缓腐蚀处理,采用焊接工艺复原、做旧技术,器物修复处打磨平整后,采用矿物颜料或化学方法对器物修复部位进行随色处理。
2 步骤
2.1 清洗
针对器物的现状,选用适当的清洗方法后,应在器物病变严重或非重要部位(无文饰、铭文等处),选取若干块面积为1cm2的区域进行清洗实验,将确定的清洗方法逐一实验,选定性质最温和、效果最明显的清洗方法。
金属器类的清洗通常分为机械清洗和化学清洗。机械清洗主要包括直接剔除和机械振动去除。直接剔除可采用手术刀、牙钻等工具,机械振动可采用仪器或手工直接振动。机械振动对器物的要求较高,锈蚀矿化严重、器物有裂隙一般不能采用该方法,否则会对器物造成新的损害。化学清洗包括化学试剂清洗和电化学清洗。使用溶液清洗铁器表面的锈蚀常用的方法有:①有机溶剂清洗,如乙醇、丙酮等;②在受腐蚀较轻的物体表面用1%的EDTA四钠盐或三钠盐溶液敷在腐蚀部位去除钙化层;③用5%~10%的柠檬酸溶液,5%~10%的磷酸或20%亚磷酸,再加上一定防腐剂如1%的亚硝酸钠和亚硫酸钠,可使其氧化层软化进而清除,同时磷酸可在器物表面形成一层磷酸盐保护层;④对于铁器中含有的有害氯化物的去除一般采用5%倍半碳酸钠浸泡,且每周更换溶液,直到溶液中氯离子的浓度在4ppm以下。电化学清洗主要是利用电解还原法,把要清洗的器物与低电压的负极相连,用一种惰性物(如不锈钢)与正极相连。放入电解液(苛性碱或烧碱溶液)中,通入电流,阳极发生还原反应生成氢气,并在腐蚀层下面的金属面生成气泡,产生机械挤压作用去除结垢层。使用电解清洗方法时一定要严格监控,操作不当会造成文物损伤,同时这种方法不能用于生铁制成的文物。