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里耶古城(秦简)博物馆藏金属文物保护修复研究

2023-07-12马菁毓

中国文化遗产 2023年3期

马菁毓

摘要:里耶古城(秦简)博物馆藏青铜与铁质文物存在南方潮湿地区金属文物典型病害问题,集合残、缺、破、断、锈、变形等多种病害特征,文物腐蚀和矿化程度严重。修复团队通过详尽的调查研究与科学检测分析,明确器物造型、工艺特点,掌握文物病害类型与发展程度,在此基础上将传统修复方法与现代科学手段结合,采取有针对性的保护处理措施,最大程度保护了文物本体及其历史、艺术信息的真实性、完整性。尤其是治理高度矿化、粉状锈等青铜文物病害的技术经验以及引入更便捷、高效的铁质文物脱盐方法,对南方酸性土壤出土金属文物的保护修复工作具有借鉴意义。

关键词:里耶博物馆;金属文物;青铜文物;铁质文物;文物修复

一、待修复文物概况

湘西地区在先秦时称黔中,汉以后称为五溪,酉水是五溪之一,里耶古城所在的全国历史文化名镇里耶镇位于酉水中游的一个河谷盆地内。武陵山区的许多古代文化中心都处在这样一些盆地中,它们在古代应具备良好的农耕条件,“里耶” 一词在土家族方言中正有“耕地”“拓土”之意。里耶镇坐拥八面山、俯临酉水河,战国、秦、汉三朝三城的历史文化在这里汇聚积淀。从战国至两汉时期,里耶盆地分布有不同时期的三座古城,即里耶古城、魏家寨古城和大板古城,以及与这三座古城相对应的三片古墓群(麦茶墓地、清水坪墓地和大板墓地)。但文献没有关于三城的具体记载。根据有关文献资料和目前考古发现,尤其是里耶古城考古成果显示,里耶盆地发现的这三座古城很可能与历史上的迁陵、酉阳、黔阳这三个地名有关[1]。

里耶古城(秦简)博物馆(以下简称“里耶博物馆”)是一座以秦文化为主题的博物馆,主要依托里耶等古城出土文物而建。2020年起, 中国文化遗产研究院受里耶博物馆委托,申请瑞士联邦文化局(FOC)提供的“可移动文物资金援助”项目,用于里耶博物馆藏金属文物保护修复。2021年项目组在里耶博物馆建立实验室,依据国家相關法律法规、行业标准及修复理念,按照《里耶古城(秦简)博物馆藏金属文物保护修复方案》技术要求,开展金属文物的保护修复工作。项目需要修复完成的94件金属文物,包括青铜文物83件、铁质文物11件(见表1),多出土自上述三座古城遗址。

二、青铜文物病害及保护修复

里耶博物馆藏需修复青铜文物出土时严重通体矿化、变形,表面有大量多种沉积物,相当一部分文物残碎为多块。文物的保存状态非常不稳定, 亟待进行保护处理。

(一)检测分析

1.X射线荧光光谱分析(XRF)

青铜X射线荧光光谱检测使用了日本岛津公司生产的EDX-800HS型光谱仪,采用easy模式进行,测试范围为Na—U,将样品磨成粉末后放入样品盒中进行测试。

测试结果可见,此批青铜文物样品中均含有铜、锡、铅三种常见的合金成分;1号样品和3号样品中锡含量高;6号样品含金和微量汞,初步判定6号文物为鎏金青铜(见表2)。

2.X射线衍射分析(XRD)

XRD分析使用日本理学Smartlab 9kW型衍射仪。将样品研磨,在样品槽内压成平面进行测试, 测定条件:Cu靶,功率9kW,扫描速度10?/min, 2θ扫描范围5?~75?,谱图分析软件为Jade6.5。

检测分析可见,6件样品中均检测出常见的青铜锈蚀产物,如碱式碳酸铜(孔雀石)、赤铜矿、氧化锡等,此外还有二氧化硅和其他一些锡、铅的化合物。2件样品中检测出含氯化合物,其中4号样品中羟氯铜矿(Cu2Cl2O)是性质非常活泼的粉状锈,对青铜文物危害巨大(见表3)。

3.检测分析结果讨论

在受检青铜器中检测出的碱式氯化铜,即青铜“粉状锈”,对青铜器危害极大。其在自然界中存在三种不同的形态:羟氯铜矿、副氯铜矿和氯铜矿,三者化学式相同而分子结构不同,属于同分异构体。就热稳定性而言,羟氯铜矿最不稳定,氯铜矿次之,副氯铜矿相对稳定一些[2]。

氧化锡是青铜的腐蚀产物,性脆且硬,遇到湿度变化时易产生龟裂和破损。青铜文物中的铜、锡等阳离子扩散到表面形成腐蚀产物氧化铜、氧化锡,若腐蚀产物中的铜大量流失,腐蚀产物中留下大量氧化锡,则易使青铜器表面形成高度矿化,虽然在出土时保持良好外观,但干燥过程中易产生塑粉现象,用手轻轻拿取时青铜文物的边缘容易酥解掉块。此外,含有氧化锡的水合产物,在脱离潮湿土壤环境后,容易失去结合水,也易造成龟裂而破损。

(二)青铜文物病害

里耶博物馆藏青铜文物因存在有害锈,且文

物胎体较薄,加上严重通体矿化导致文物极其脆弱、稍有触碰就有掉块危险,相当一部分文物已残碎为多块,呈濒危状态。经调查,此批待修复青铜文物病害主要有:点腐蚀、表面硬结物、残缺、通体矿化、残断、裂隙等。主要病害类型如下∶

1.残缺

为青铜器受物理或化学作用导致的本体缺失。本批接受修复的铜质文物,残缺大多因矿化引起(图1-a)。

2.变形

青铜器受外力作用导致形状发生改变(图1-b)。

3.矿化

青铜器保留原有表面,但失去金属刚性(图1-c)。此批文物矿化情况均很严重。

4.表面硬结物

覆盖青铜器铭文和花纹的硬质覆盖层(图1-d),此类病害在接受修复的铜器中普遍存在。

5.断裂

青铜器受应力作用或人为损害,使器物丧失其连续性和完整性的现象(图1-e)。

6.点腐蚀

青铜器表面产生向内部扩展的点坑,即空穴的局部腐蚀(图1-f)。

经对里耶博物馆藏青铜文物按照主要病害类型进行的统计调查,点腐蚀文物约占10%,通体矿化文物占95%,残缺、断裂和裂隙等占比也很高(见表4)。

(三)病害评估

结合病害调查与检测分析结果,里耶博物馆此批待修复青铜文物存在7种主要病害。根据病害的类型、发展趋势以及其对文物稳定性的影响,将其按活动性质进行分类,详见表5。

综合调查分析结果可以看出,此批青铜文物病害情况复杂,多种病害并发且互相影响。残缺、断裂、裂隙、变形等病害造成文物缺损,对结构安全稳定性造成严重威胁;表面硬结物的大面积覆盖腐蚀破坏铭文、纹饰信息,造成历史信息丢失。此外,文物表面锡含量远高于铜,文物高度矿化,触碰易发生酥解掉块现象,威胁文物结构完整性,需及时进行加固处理。

有害锈是青铜文物最严重、破坏力最大的威胁,它们在一定条件下可以不断地扩展,腐蚀穿孔,造成青铜器的全面瓦解;同时,有此“青铜病”的青铜器还能“传染”给其他铜器,造成连锁反应和更大的破坏。

经综合分析,里耶博物馆青铜文物病害多为活动病害和可诱发病害,必须予以科学治理与干预,去除有害锈蚀产物,对矿化文物进行加固处理,以恢复文物安全稳定状态。

(四)保护修复关键步骤

项目组依据相关保护法规、原则以及设计方案的要求,在前期病害调查与分析研究的基础上, 针对此批青铜文物的病害特点,制定了以下保护修复实施路线:清洗(预加固)→除锈→缓蚀→粘接和焊接→补全→封护。

1.清洗(预加固)

清洗是除去青铜器表面腐蚀产物、沉积污染物、土锈等的技术措施(图2)。其次,青铜器局部已矿化的部位较酥脆,为避免清洗时产生二次破坏,所以需对局部进行预加固。

硬质土垢的清洗。首先使用软毛刷将其表面浮尘清除干净,针对硬质土垢部位使用脱脂棉蘸取2A溶液敷于表面,待其软化后使用手术刀、超声波洁牙机将土垢剔除。

大面积表面硬结物的清洗。针对铜性较好的表面大面积硬结物,使用超声波清洗机进行清洗。设置清洗时长与温度,重复操作2~3次后,表面硬结物一般能得到有效去除。

矿化文物的清洗。针对脆弱的矿化文物,采用先加固后清洗的方法。先使用1.5%~10%的B72 乙酸乙酯溶液对其进行渗透加固,待强度增加后, 使用棉签蘸取少量乙酸乙酯溶液对土垢等沉积物表层的加固剂进行溶解,最后使用脱脂棉蘸取2A溶液将沉积物去除。

铭文与细微纹饰的清洗。细微纹饰与铭文内的沉积物不仅影响美观,还掩盖住了文物重要信息。使用物理方法清洗虽操作简单,但稍有不慎就会在文物表面留下痕迹甚至损伤重要信息,针对青铜器细微处沉积物用凝胶清洗,获得了较好的清洗效果。

2.去除有害锈

直接剔除法。用手术刀或钢针在显微镜、放大灯下直接剔除有害锈,然后用锌粉转化残余的氯化亚铜和氯化铜,最后用柠檬酸擦洗中和,用蒸馏水冲洗干净。

溶液浸泡法。对于大范围显示出“ 青铜病” 特征的文物, 采用倍半碳酸钠水溶液(Na2CO3·NaHCO3·2H2O)浸泡,进行稳定性处理。

3.缓蚀

采用BTA(苯并三氮唑)封闭法对青铜文物进行缓蚀处理,有效隔绝空气中的氧、氯、水蒸气和其他有害气体,阻止青铜器本体内部的继续腐蚀,减缓腐蚀的发展进程,消除有害因子,使青铜器稳定下来。

4.粘接和焊接

粘接。对于器型较小、胎体较薄且金属强度不大的残损器物,采用胶粘法进行拼接。通过器物表面装饰、颜色及厚度,茬口形状等特点找准连接点,先用胶带固定进行试拼接,确定位置后采用UHU PLUS双组份环氧树脂胶进行粘接(图3)。

锡焊法焊接。1)整理器型:对所修铜器残块进行准确对接,缺损部位需要补配的,提前做好补配。2)锉焊口:将对接好的碎块进行锉口处理。为了焊接顺利,对断口既要锉掉腐蚀层露出新铜质,又要尽可能保留铜器断口的原来曲线,作为焊接时掌握铜器器型的依据。同时以铭文、花纹或重要历史痕迹不受破坏为依据。3)焊接:焊接时须采取必要措施稳定器物。为了准确焊接,每块碎片先焊住一两个固定点,观察器型,确保正确后再继续焊接。在点焊基础上,将未焊接的焊口按顺序进行焊接,焊接强度以在焊接过程中不致中途脱焊为原则。焊接完成后,立即用去离子水冲刷焊口,除去残留的焊剂等物质,使用打磨机打磨焊接处的多余焊锡(图4)。

结合法。有些严重残破的器物,单靠焊接无法达到牢固度,则综合采用焊接、粘接与加固相结合的方法。

5.补全作色

实际修复过程中,是否予以补全要视青铜器的残缺程度而定,兼顾文物保护修复理念与艺术美学,宜选择具有可逆性、可辨识性和兼容性的补全材料(图5)。补全原则如下:

1)视青铜器的残缺程度而定,如果造型缺失又无法得知器物原始形貌的部位不予补全。对于残缺太多又无历史依据来恢复其外貌特征的青铜器, 不予补全,而采用支撑物予以展示,以便展出时给观众提供更完整的视觉效果。

2)通常对器形虽有残缺但历史信息完整、影响结构稳定性与外观的文物进行补全。补全完成后需打磨作色。

环氧树脂法。所缺部位造型与纹饰较为复杂,配合翻模使用;

铜皮补配+环氧塑型。残缺面积大、器形简单的文物使用此种方法;

浇筑低熔点合金。翻制后用低熔点合金浇筑成型,焊接至残缺部位。

6.封护

为进一步降低修复完成后的青铜文物再次被腐蚀的风险,视文物的具体状态与保护效果,选择性使用Paraloid B72丙烯酸树脂或微晶蜡复合材料封护。

三、铁质文物病害及保护修复

里耶博物馆此批金属文物中包括11件铁质文物。在保护修复前,项目组对其进行了详细的现场调查,在此基础上借助科学检测分析手段对文物的微观形貌、腐蚀产物等进行了细致的科學研究,全面深入地评估文物病害情况,进而制定针对性的保护技术路线。

(一)检测分析

1.X射线荧光光谱分析(XRF)

XRF检测仍采用日本岛津公司的EDX-800HS 型光谱仪,将样品磨成粉末,启动easy模式进行测试,测试范围为Na~U,测试结果见表6。3号与5 号两个样品中氯含量较高。而氯化物的存在通常是造成铁腐蚀加速的主要因素之一。

2.X射线衍射分析(XRD)

XRD分析使用日本理学Smartlab 9kW型衍射仪,将样品研磨,在样品槽内压成平面测试,测定条件:Cu靶,功率9kW,扫描速度10?/min,2θ扫描范围5?~75?,谱图分析软件为Jade6.5。检测结果见表7,锈蚀产物主要有针铁矿(ɑ-FeOOH)、四方纤铁矿(β-FeOOH)、纤铁矿(γ-FeOOH)和其他一些铁的氧化物。

3.激光拉曼光谱分析(Raman)

拉曼光谱分析使用Hriba XploRA激光拉曼光谱检测仪,结果见表8。

4.扫描电镜和能谱分析(SEM-EDS)

SEM-EDS分析使用Hitachi S-3600N 扫描电子显微镜和EDAX GENESIS 2000XMS能谱分析仪。测定条件为:分析电压为20~25kV,工作距离15mm,高真空模式,样品喷金30s进行测试。

利用扫描电子显微镜对样品的形貌进行观察,结合X射线能谱仪和X射线衍射仪进行成分分析,进一步确认腐蚀产物类型与特征。分析结果见表9,可见样品2和4出现了片状和针状的锈蚀产物结构,具有有害锈γ-FeOOH和β-FeOOH锈蚀产物的特征。样品1和3发现钟乳石状ɑ-FeOOH锈蚀产物结构,表面略显致密。

ɑ-FeOOH是一种较为稳定的腐蚀产物。γ-FeOOH具有斜方结构,晶格常数较大,比较疏松,活性很大,存在向稳定的ɑ-FeOOH或Fe3O4 转化的趋势[3][4],其被称为铁锈酸,性质活泼不能形成附着力强且致密的保护膜,是铁锈中的有害成分。由于水分和氧气的进一步渗入,新的γ-FeOOH又会不断生成,因此锈层厚度会不断增加。β-FeOOH在含有溶解氧和氯离子的环境中存在,由于结构疏松,可以存留水分,为局部腐蚀的发生提供有利条件。

5.小结

里耶博物馆藏铁质文物表面的锈蚀产物主要有针铁矿( ɑ -FeOOH) 、四方纤铁矿(β-FeOOH)、纤铁矿(γ-FeOOH)和Fe3O4。其中β-FeOOH和γ-FeOOH的存在导致腐蚀的继

续进行,是有害锈,氯化物的存在是促进腐蚀的主要原因之一。此次检测分析可见β-FeOOH和γ-FeOOH两种有害锈,他们的存在导致腐蚀的继续进行,因此,必须在保证文物信息完整的同时, 尽可能地去除这些有害锈。

(二)病害调查

基于对此批铁质文物存在的病害进行观察识别并测量记录,全面掌握文物病害情况如下:

1.点腐蚀

文物表面有大量的点腐蚀,这是一种高度局部的腐蚀形态,孔有大有小,一般孔表面直径小于或等于它的深度,小而深的孔可能使金属穿孔;颜色多为亮黄色,呈颗粒状脱落后表面留下多处坑洼状小孔(图6-a)。

2.裂隙

器物表面或内部开裂形成缝隙,有断裂的危险(图6-b)。

3.残缺

铁质文物由于物理和化学作用导致的基本缺失。本批铁质文物的残缺多因矿化引起(图6-c)。

4.断裂

文物受物理或化学作用导致的基体断裂,一件文物断裂为多个部分(图6-d)。

5.矿化和表面硬结物

此批铁质文物矿化现象非常严重,轻微挪动时都会有碎块掉落(图6-e、f)。

經统计,里耶博物馆藏铁质文物主要存在上述6种病害。其中,本次修复的11件文物表面均存在不同程度的表面硬结物、点腐蚀与矿化现象,极大地危害文物安全,亟待保护修复处理。其中有残缺文物数量10件,存在断裂、裂隙的文物分别为5件和6件,综合来看仅有1件器物保持器型完整,可见文物的结构安全也存在较大威胁(见表10)。

(三)综合评估

结合铁质文物病害调查与检测分析结果,根据病害的类型、发展趋势以及其对文物稳定性的影响,将其按活动性质进行分类,详见表11。

综合调查分析结果可以看出,此批铁质文物病害情况复杂,多种病害并发且互相影响。残缺、断裂、裂隙等病害造成文物缺损,对结构安全稳定性造成严重威胁;表面硬结物的大面积覆盖腐蚀破坏铭文、纹饰信息,严重的更是造成对器型外观的破坏;点状锈、矿化等锈蚀情况大量存在,尤其是检测分析出含氯腐蚀产物的存在,对铁质文物的保存危害巨大。

此批铁质文物病害多为活动病害和可诱发病害,须予以科学治理与干预,去除有害锈蚀产物, 恢复文物安全稳定状态。

(四)方法筛选与研究——确定脱盐终点检测方法

1.测试原理

在中性或弱碱性溶液中,以铬酸钾为指示剂,用硝酸银滴定氯化物时,由于氯化银的溶解度小于铬酸盐,氧离子首先被完全沉淀后,铬酸根才以铬酸银形式沉淀出来,产生的砖红色物质,指示氯离子滴定的终点。沉淀滴定反应如下:

铬酸根离子的浓度与沉淀形成的快慢有关, 必须加入足量的指示剂。且由于有稍过量的硝酸银与铬酸钾形成铬酸银沉淀的终点较难判断,所以需要以蒸馏水作空白滴定,以作对照判断(使终点色调一致)。

2.测试范围

脱盐检测法适用的浓度范围为10~500mg/L。高于此范围的样品,经稀释后可以扩大其适用范围。低于10mg/L的样品,滴定终点不易掌握,建议采用离子色谱法。

本方法与国标《水质氯化物的测定硝酸银滴定法(GB11896-1989)》等效。

3.测试方法

根据前述检测分析可知,铁器中含有可溶盐及有害氯离子。氯化物对铁器腐蚀有促进作用,是活动性隐患,必须去除。一般脱盐清洗效果以清洗液中氯离子浓度达到50mg/L以下为标准。

具体操作方法如下:

1)量取10ml文物脱盐浸泡液水样至锥形瓶中,另量取等量自来水和纯净水做参照试验(图7-a);

2)将等量铬酸钾指示剂分别加入锥形瓶中并充分摇匀溶解(图7-b);

3)边充分摇动锥形瓶边垂直滴加硝酸银溶液(图7-c),每3秒滴加1滴,1滴滴定液控制在沉淀氯离子20mg/L,至溶液变为橙色或沉淀变为肉色马上停止滴定(图7-d)。

4.测试结果对比评估

我国对于自来水余氯含量明确要求其指标在5mg/L以下即为合格,由实验结果可以得出,自来水水样在滴加两滴硝酸银溶液后变为砖红色。对于此批文物,持续的定期对浸泡液水样进行滴定监测,当滴定硝酸银溶液控制在两滴以下水样变为砖红色,表明其氯离子含量低于50mg/L,则浸泡脱盐结束。

(五)保护修复步骤

在前期病害调查与分析研究的基础上,针对此批铁质文物的病害特点,制定保护修复实施路线如下:清洗→脱盐→缓蚀→加固→粘接→补全→封护。

1.清洗

针对泥土附着物,使用纯水或50%酒精溶液先进行软化后,再使用手术刀结合牙刷清洗干净。

对表面疏松的锈层先用无水乙醇软化,再用手术刀、软毛刷进行挖剔和刷洗。

对遮盖表面纹饰的致密锈蚀先用无水乙醇和纯水局部浸泡,配合使用小型气动磨轮、微型牙钻清除锈层,使器物表面纹饰完整呈现出来。

较硬的钙质结垢和表面凹凸不平处用微型钻清洗,速度要慢,以免伤害器物。均匀而特别硬的沉积物考虑使用小型喷砂工具。

对器物表面渗入锈层的沉积物用6%偏磷酸钠结合软化剔除并起到一定缓蚀效果[5]。

2.脱盐

根据检测分析可知,本批铁器中含有可溶盐及有害氯离子。氯化物对铁器腐蚀有促进作用,是活动性隐患,必须去除。一般脱盐清洗效果以清洗液中氯离子浓度达到50mg/L以下为标准。

由于此批铁质文物体积较小、锈蚀严重,遂采用浸泡法脱盐。将文物直接浸泡于0.005mol/L NaOH溶液中,每间隔一段时间更换浸泡液并检测浸泡液中的氯离子含量变化,用滴定法判断脱盐是否达到终点。

加入定量铬酸钾指示剂,在滴加两滴硝酸银溶液后变为砖红色。表明其氯离子含量低于50mg/L,浸泡脱盐结束。

3.稳定性处理

完成脱盐后的文物需进行稳定性处理,使用的是意大利生产的合成溶液Fertan,其主要成分是单宁酸。具体操作如下:戴上橡胶手套,用软排笔将溶液均匀涂刷于器物表面;静置1 小时后,再用去离子水涂刷一遍,使反应更充分;24小时后用清水洗掉铁表面多余的试剂,最后用乙醇或丙酮脱水,红外灯干燥。

4.缓蚀

采用BTA封闭法对铁质文物进行缓蚀处理,有效隔绝空气中的氧、氯、水蒸气和其他有害气体,阻止铁器本体内部的继续腐蚀,减缓腐蚀的发展进程,消除有害因子,使铁质文物稳定下来。

5.加固和粘接

此批铁质文物结构脆弱易碎,需进行渗透加固。使用3%聚乙烯醇缩丁醛+1% BTA (苯并三氮唑)乙醇溶液,用软排笔直接涂敷于文物表面进行渗透加固。

选用UHU PULS环氧树脂将铁器残片进行拼接粘接。

6.补全和封护

补全视铁质文物的残缺程度而定,从结构稳定性和美学上予以充分考虑。如果造型缺失又无法知道原始形貌的部位不予补全。对于残缺太多又无历史依据来恢复其外貌特征的铁质文物,不予补全,而采用支撑物予以展示。以便给观众提供更完整的视觉效果。

补全材料必须具有可逆性、可识别性和兼容 性。补全用UHU PULS环氧树脂添加高硬度石膏和矿物质颜料的方法。必要时采用添加玻璃纤维的方法(用UHU PULS环氧树脂把玻璃纤维贴在需要补全的部位)在内部做加强层。

补全后进行打磨作色处理。考虑到里耶地区潮湿多雨的气候条件,为进一步降低修复完成后的铁质文物再次被腐蚀的风险,使用微晶蜡复合产品进行二次封护。

四、讨论

(一)关于青铜文物保护修复

1.分析病害,注重潮湿环境下青铜病的保护修复

项目通过前期调查分类以及检测分析,明确文物的器物类别与造型、工艺特点,掌握了每件文物的病害类型、发展程度及机理特点。对含有锈蚀产物的文物尤其是粉状锈的文物,摸索出有效保护途径。

点状有害锈有“青铜癌”之称。以战国蒜头 铜壶(文物编号005445)为例,文物表面有大量点状有害锈(图8-a),内部呈层片状,其下部也含有有害锈(图8-b)。判断使用常规单一的去除方法不能达到较好的脱氯效果,采用倍半碳酸钠浸泡及锌粉封闭相结合的保护处理方法,恢复了文物的稳定性(图8-c、d)。

2.分門别类针对性的保护修复文物

此批青铜文物具有典型的南方高湿环境下青铜器的病害特点,文物腐蚀和矿化程度严重,集合残、缺、破、断、锈、变形多种病害的同时,不同器物病害程度又各不相同。基于此种情况,在整体保护修复工作流程的规范框架下,采取有针对性的保护处理措施,避免了对不同病害程度文物的一视同仁造成保护不到位或干预过当,最大程度做到了保护文物本体及其历史、艺术信息的真实性、完整性。

案例1 : 东汉双环耳铜洗( 文物编号001548),里耶大板42号墓出土。文物断裂为多块,小碎片多不易拼接,为保护修复工作带来困难。但预拼接时发现各个关键部位均有残片保留(图9-a),能提供准确的器物各部位相关信息。

根据器物残片上保留的相关信息,推导出器物缺失部位的尺寸和弧度。使用低粘度的无酸纸胶带与蜡片相结合翻模,分段粘接逐层补全作色,使器物达到稳定且整体协调一致(图9-b)。

案例2:西汉兽面铺首衔环铜钫(文物编号001585),里耶大板墓地发掘出土。文物体积较大且变形严重(图10-a),需使用较为大力的矫形工具来修正文物器型,而矿化部位脆弱,矫形工具的力度过大会造成新的损伤,两种病害的保护处理方法相互制约,保护处理难度大。我们研发了特制的矫形设备,为夹具固定和定压等步骤提供力学支撑(图10-b),解决了上述问题,完成修复(图10-c)。

案例3:西汉铜灯(文物编号001586),里耶大板12号墓出土。铜灯底座大面积残缺(图11-a),经过调研对比发现其与000684号西汉铜灯的器型、尺寸一致。通过同类型对比分析获取了补全底座必要的相关信息。

由于文物底座缺失较大, 常规的树脂补全法会使文物头重脚轻,不能正常放置。因此采用低熔点合金的方法补全(图11- b),很好地解决了这个问题。由于文物变形且矿化严重,且需使用矫形来修正文物器型,矫形工具的力度过大会造成矿化部位的损伤。我们采取的办法是通过加热后文物获取了更好的延展性,逐步增加压力缓慢调整变形部位。缓慢多次,确保文物安全,直至归位(图11-c)。

(二)关于铁质文物保护修复

此批铁质文物均为考古发掘出土,文物含盐量高,锈蚀、残断情况严重,综合前期调查研究结果,采取浸泡法进行脱盐且主要标的为氯离子,获得良好的保护效果。

在脱盐过程中,经充分比较与研究,引进铬酸钾为指示剂的滴定方法,比单纯的硝酸银滴定方法操作简单、结果清晰,既满足了实时掌握氯离子浓度变化的要求,又利于实际工作的简便与高效。

五、结语

里耶博物馆此批接受修复的金属文物存在南方潮湿地区金属文物典型病害问题,集合残、缺、破、断、锈、变形等多种病害特征,文物腐蚀和矿化程度严重。保护修复项目在现状调查与检测分析的基础上,根据文物的造型、工艺特点以及病害类型与发展程度,对每件文物采取针对性的保护处理措施,有效地避免了对不同病害程度文物的“一视同仁”造成保护不到位或干预过当,最大程度做到了保护文物本体及其历史、艺术信息的真实性、完整性。

此次保护修复解决了两个难点问题,一是综合运用现代科学技术与传统修复工艺,治理高度矿化、粉状锈等潮湿环境青铜器典型病害,相关技术经验对南方酸性土壤出土青铜文物的保护修复工作起到借鉴作用;二是在高含盐量、严重锈蚀的铁质文物脱盐处理中,引入更便捷的时间周期控制方法,既满足了实时掌握氯离子浓度变化的要求,又利于实际工作的简便与高效。

参考文献:

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[2] 中国文化遗产研究院.中国文物保护与修复技术[M].北京:科学出版社,2009.

[3] 钱逸泰.结晶化学导论[M].北京:中国科技大学出版社,2005: 321—322.

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[5] 王蕙贞,朱虹,宋迪生,等.秦汉铁器锈蚀机理探讨及保护方法研究[J].文物保护与考古科学,2003(1):7—11.