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古代青铜器修复保护步骤与技术

时间:2019-03-13 来源:技术与市场 作者?#21644;?#24535;华 本文字数:3839字

  摘    要: 为完好保存商代铜贯耳壶, 在耳壶破损原因分析的基础上, 首先对青铜器的组成以及锈蚀产物的分析检测, 得出青铜壶表面锈色层性?#39280;?#23450;, 对该壶具有一定的保护作用, 该青铜器的主要由无损矫形和低温焊接修复成型, 探讨可行的馆藏青铜器抢救性保护技术, 为以后进一步开展修复保护工作提供依据。

  关键词: 铜贯耳壶; 腐锈; 修复保护; 检测;

  0 引言

  驻马店市文物考古管理所收藏的兽面纹铜贯耳壶于2008年由闰楼商代墓地发掘出土, 这件兽面纹铜贯耳壶制作精美, 纹饰细密, 是闰楼商代墓地发掘出土青铜文物中较为珍贵的一件, 对研究晚商青铜礼器冶炼技术和自身文化的发展提供了非常重要的实物资料。是研究商南方方国青铜冶炼铸造技术的重要实物之一。但由于铜壶所处的地理环境和自身铸造时合金成分的差异, 长时间受干湿不均匀气候及地层压力的影响出土时口沿折裂、腹部崩裂, 不利于文物的长期有效保藏、展览和科学研究。因此, 为能完好的保存维护并传承于未来, 对该耳壶进行保护和修复就显得十分的迫切。

  1 铜贯耳壶现状

  该兽面纹铜贯耳壶整器?#26102;?#22278;形, 直口微外侈, 方唇, 长颈微束, 深腹下垂, 高圈足, 颈腹间置对称的贯耳。通体饰有六组花带, 皆饰一首双身对夔兽面纹。通高39.10 cm, 口径长18.60 cm、宽14.94 cm, 腹径27.00 cm, 圈足长21.68 cm、宽17.20cm, 器重5.385 kg。耳壶的质地为青铜。出土时, 兽面纹铜贯耳壶的颈部附着有绿色锈蚀和暗红色二氧化铁附着物, 器体内壁上部?#20889;?#29255;绿色锈。腹部有浅绿色锈蚀, 片状分布, 底部有白色附着物, 较致密。由于在地下长期受自然外力及环境干湿度作用的影响, 兽面纹铜贯耳壶发掘出土时已经破碎, 口沿一侧破碎为8块, 4.00~20.00 cm不等, 部分残块缺失。一贯耳碎裂, 中部缺块。壶身由破损处纵向崩开两条“人”?#20013;?#35010;隙, 长约15.00 cm, 轻微变形。从残片断面观察该器矿化严重, 铜质极差。

  2 青铜器修复保护步骤

  2.1 文物信息采集

  制作文物保护修复档案, 包括登记文物信息, 修复前照相、文物检测结果、文物名称、收藏单位、文物登录号、文物来源、文物时代、文物材质、文物级别、提取日期、提取经办人、保存现?#30784;?#30149;害状况等基本信息, 填写在文物保护修复基本信息表和文物保存现状表等, 以上内容作为文物修复档案的内容。
 

古代青铜器修复保护步骤与技术
 

  2.2 取样检测分析

  在前期器物外表观察、探讨和多角度照相存档的基础上选取锈蚀样品用手术刀细心取下壶腹部靠下2块大小各约1 cm2、厚度在2 mm的青铜残片表明所在具体位置、颜色并装入自封袋内以备检测分析。

  2.2.1 金相分析

  选取兽面纹铜贯耳壶腹部靠下处残片1块, 打磨、抛光后, 用三氯化铁酒精溶液 (FeCl3:5g;HCl:15 ml;酒精:60 ml) 浸?#30784;?#22312;奥林巴斯金相显微镜下进行组织观察、照相并判断其制作工艺。采用目镜10倍, 物镜选择5、10、20、50倍对这批样品进行了金相显微分析, 选取100或者200倍金相照片。图1为青铜试样的金相照片。

  图1 青铜试样的金相照片
图1 青铜试样的金相照片

  从图1金相组织分析结果可以看出:该件器物组织均为铸造组织, 样品锈蚀严重, 基体为α固溶体树枝晶组织, 枝晶间分布?#20889;?#37327; (α+δ) ?#21442;?#20307;, 少量铅颗粒分布于晶间, 少量铜硫化物夹杂, 与铅颗粒?#37319;?#20998;布。

  2.2.2 傅里叶红外显微分析

  选取器体上黑色和土红色锈蚀试样, 采用TENSOR 27型傅里叶变换红外显微光谱仪进行红外光谱分析;实验条件:采用KBr压片法制样, 在4 cm-1的分辨率下扫描32次, 得到谱图。见图2、图3所示。

  图2 黑色锈的显微红外谱图
图2 黑色锈的显微红外谱图

  图3 土红色锈的显微红外谱图
图3 土红色锈的显微红外谱图

  从图2黑色锈的显微红外谱图内可观察到的峰位中的1618.74和1036.97等峰位与炭黑的标准峰位接近, 应该是炭黑的特征吸收峰, 该黑色锈主要成分应为炭黑, 属于人类使用过程中加热留下的痕迹。图3土红色锈的红外谱图显示物质在622.71 cm-1处有强烈的共振吸收, 与赤铜矿的标准峰位接近, 从而?#33539;?#35813;红色锈主要成分应为赤铜矿。依据对金属结构和重点锈蚀样品的检测分析, 以及现场调查观测, 器物内壁的绿色锈层稳固, 附着力强, 对青铜壶而言具有一定的保护作用;褐红色锈与器底的炭黑除有碍观瞻外无损壶整体的安全性, 出土后在省所库房内存放已达6年, 表层所有锈蚀没有发现变异现象, 性?#26102;?#36739;稳定。

  2.3 耳壶的保护修复与实施

  兽面纹铜贯耳壶为铅锡青铜, 浇口分散在底部与下腹交界的模线处, 铸造过程中铅锡在铜液内分布不均衡造成壶体上下铅锡含量有所差异, 受外力作用器底部位破碎, 口腹裂缝, ?#20889;?#37096;分扭曲变形, 主要任务是无损矫形和低温焊接修复成型。从已成熟有效的修复方法中, 优选出比较适宜的保护修复工艺, 制定实施方案为:清洗除锈→拼接→矫形→焊接→补缺→做旧→封护。

  工具主要有:超声波、手术刀、棉签、刷子、台钳、C型钳、推拉器、自制整形工具、数码温控烘烤箱、200W烙铁、铅锡。

  材料主要有:助焊剂、双组份环氧树脂、去离子水、丙酮、无水乙醇、高分子材料、0.5 mm铜皮、石膏、硅橡胶、脱模剂等。

  2.3.1 清洗除锈

  将兽面纹铜贯耳壶及残片置于蒸馏水中浸泡30 min, 用毛刷及牙刷清洗器物表面附着物及土锈。用竹签剔除附着在壶身的锈蚀, 对于稳定性能很好的锈蚀层加以保留;壶颈部和腹部锈蚀较为致密, 附着力强, 采用超声波洁牙机逐层清理, 清理时避免伤及纹饰, 重点清理断面茬口, 便于日后拼接。

  2.3.2 拼接

  铜壶出土时口部、颈部碎为10余片, 根据碎片裂痕的不同, 进行反复比对拼接, 在拼接过程中要了解清楚结合的缝隙是否紧密, 彼此之间是否变形, 每比对上一块残片, 做好标识并?#20918;?#19978;号码。通过拼接, 该壶口部缺失约4.00 cm, 颈部缺失约6.00 cm, 耳部缺失2.00 cm。?#32454;?#37096;存在轻微变形。

  2.3.3 矫形

  采用工具整形法对变形部位进行冷处理整形, 铜壶变形轻微, 仅腹部断裂处受到挤压而向外鼓起, 通过比较, 采用“C”型钳顶推原理, ?#19994;?#21463;力点, 为了确保文物的安全, 两个受力点放置垫片, 然后横向逐步加力, 边观察、边加力, 矫枉过正, 操作求稳, 支点找准, 加力避用力过度, 循序渐进, 适可而止使其归位, 尽可能排除对变形部分金属受力点或面的人为破坏矫正行为, 经过一段时间, 待变形部位完全归正后, 矫形工作完成。

  2.3.4 焊接

  焊接采用目前较为成熟的传统低温铅锡法, 使用250 W电烙铁, 焊锡使用75云锡, 助焊剂为氯化锌。根据比对和矫形结果分析, 该壶需焊接10余处, 由腹部断裂处开始焊接。先用无水乙?#35760;?#29702;茬口, 使断面保持清洁, 然后沿断面内侧使用手持电磨打出45°坡口, 坡口要恰到好处, 避免人为损坏, 在确保焊接坚固的前提下尽量要小且具有一定的可再处理特性, 不要伤及纹饰和扩大坡口, 有纹饰的部位避免打磨。焊接先采用点焊, 边点焊, 边调整, 做到焊缝紧密, 不错台, 使残片与器身融为一体, 待调整完毕后, 进?#22411;?#28938;。焊接由腹部开始, 先大块后小块, ?#26469;?#36880;层焊接, 直至全部残片焊接完毕。

  由于该壶矿化严重, 含铜质较少, 壶的颈部已矿化无法焊接, 通过观察采用点焊固定, 无法焊接的部位采用双组份环氧树脂灌注, 增加强度。待树脂固化后, 检验其强度达到安全标准。全部焊接工作完成后, 将铜壶置于蒸馏水中进?#22411;?#37240;、脱氯处理, 8 h更换蒸馏水1次, 观察焊缝有白色酸性物质出溢出, 经过反复?#22797;? 观察白色酸性物质消失, 使用p H测纸测试, 至中性, 脱酸工作完成。

  2.3.5 补缺

  补缺采用高分子材料翻模补缺。铜壶共有三处部位缺块, 口沿部缺失4.00~6.00 cm、颈、腹部缺失8.00~15.00 cm、耳部缺失2.00~4.00 cm。断片缺损处用0.50 cm铜皮打底做为基础加固, 预留0.30 cm用于贴补纹饰。耳、口、颈、腹部缺失部?#24535;?#26377;纹饰, 为了?#20849;?#32570;部分与器物一致, 纹饰选出对应部位, 用硅橡胶、熟石膏翻模, 用高分子材料翻制缺块。高分子材料是目前修复行业使用的新型材料, 硬度、粘接力、及可再处理性都比较?#21028;恪?#32763;制完成后对纹饰进行手工雕刻、打磨, 待全部翻制工作完成后, 按照缺失的大小及纹路进行补全, 达到修补的部分与原器物协调统一, 纹饰整齐划一, 补缺工作完成。

  2.3.6 做旧

  首先将焊道修锉整齐;先用锉将焊道?#32454;?#36215;的焊锡锉平, 再用细钢锉修整, 然后用细砂布轻轻打磨。使焊道能和铜器本身更好的吻合衔接。随色处理, 根据锈的颜色, 作局部随色处理。用小牙刷或小号油画笔, 蘸调好的颜色漆料;一手?#20013;?#29273;刷或油画笔对准所要随色部位;另一手拿一?#30740;?#38130;刀轻拨笔毛或牙刷毛, 这样笔毛所蘸挂的漆料就崩在要随色部位。按锈颜色的层次不同可用这种方法反复崩不同颜色的漆料?#28304;?#21040;颜色锈逼真的效果。

  3 后期预防性保护建议、措施

  经保护修复技术处理后的馆藏青铜器具有一定的抵御环境变化的能力, 但是对于文物的长期保存来说, 绝对安全暂时还不能做到, 主要原因是没有绝对不会老化的封护材料。建议进行后期跟踪调查, 视文物情况而定, 每1-2年作一次定期观察检验, 若文物本体有?#26102;?#29616;象, 及时采取相应的保护处理措施。同时对青铜器的保存收藏环境 (包括文物库房和陈列室内保存环境质量的改善) 采取相应的改?#25340;?#26045;也很重要, 条件?#24066;?#30340;情况下, 将珍贵文物储存于高质量的收藏柜和绝氧、干燥、封闭的环境中保存。

  4 结语

  对腐蚀青铜器采取抢救保护措施仍是当务之急, 特别是?#35328;?#25439;坏的古代青铜文物, 采用现有的方法进行技术处理, 还是非常重要的。对青铜文物进行科学的保护修复将是当前文物保护的一项紧迫工作。展望未来, 随着文物保护工作的开展, 必将会为文物所腐蚀青铜器的保护?#19994;?#26356;前沿、更科学的方法。

  参考文献:

  [1]陈颢, 田建, 李晓帆, 等.古代青铜器保护研究进展[J].云南化工, 2012, 39 (6) :37-39.
  [2]毕建洪, 王宏亮, 张?#24179;?青铜文物保护的研究现状及展望[J].?#19981;?#25945;育学院学报, 2007, 25 (3) :80-82.
  [3]徐群杰, 潘红涛, 邓先钦, 等.青铜器文物的腐蚀与防护研究进展[J].上海电力学院学, 2010, 26 (6) :567-571.

    王志华.商代铜贯耳壶的修复保护技术[J].技术与市场,2019,26(02):84-85+87.
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