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教育研究

西汉南越王墓出土文物的保护研究
发布时间:2013-02-26       发布人:user
广州象岗发现的西汉南越王墓,出土文物近七千件。持续多年的保护工作主要有:检测文物稳定性、除去污染物和有害锈、加固与复原,其中对青铜、铁器进行除锈保护以及恢复器物原来色泽的工作难度最大,是文物保护工作的主要研究课题。

  一、青铜器的保护

  南越王墓处在岩石普遍降低至土状的深度破碎风化杂色细晶岩为主的山体中,复杂的墓室环境和本地区充沛的雨量,使青铜文物不受限制地生长各种铜锈及受到不同程度的损坏,针对铜器出土状况,我们分别运用物理、化学及传统技术等方法对文物进行检测、分离、除锈与修复。

  检测工作主要通过了解文物的被腐蚀情况和出土前的环境状况,从而对每件被修复的器物制定安全有效的保护方案。处理器物前,我们分别对墓室土壤进行了PH值测试及通过硝酸银检测法对青铜文物所含有害物质情况进行检测,根据检测结果和掌握的数据,对文物进行了药物浸泡清洗,彻底去除可溶性吸湿性盐类及其它有害物质。

  分离器物主要采用化学药物浸泡和运用力学原理,使锈蚀粘连的器物得到分离。对于长满铜锈的器物,采用酸和碱两类化学药物浸泡,并结合物理方法去除有害锈。碱液除锈剂主要选用酒石酸钾钠和氢氧化钠溶液,除锈时根据器物完残情况确定浸泡时间,锈层较薄的小件文物一般浸泡两天,锈层厚的大件文物相应延长浸泡时间。经过浸泡处理后,铜盐和氧化铜会逐渐溶解脱落,但部分氧化亚铜却较难溶解,成为除锈工作的一个难点。

  吸附力强的氧化亚铜,坚硬并呈褐色,它在一定条件下生成的碱式碳酸铜和碱式氯化铜都是青铜器锈蚀的主要产物,在反应过程中产生的盐酸更会加速铜器的腐蚀。经过提取残片进行多次试验,发现用除锈液浸泡后的铜器经加热干燥,由于受热梯度变化影响和热胀冷缩的作用,冷却后氧化亚铜的吸附力会大幅度降低,这时运用不锈钢针或刀具容易把厚而硬的氧化亚铜剔除掉,遇到胎薄或有纹饰的器物,结合使用超声波洁牙机和电动刻字机,除锈效果会更好。工作原理是通过调整超声波洁牙机频率,使物体发生共振从而产生高压力,将金属颗粒从器物上振掉;而电动刻字机却通过对坚硬物体局部冲击震动,使铜锈在点状爆破中分离脱落,达到除去氧化亚铜的目的。

  选用酸溶液除锈,必须掌握好浓度、温度和溶液接触器物的时间,药物可用柠檬酸、草酸、甲酸、硝酸、硫酸等化学试剂。工作时,小件文物可放入10~15%柠檬酸溶液中加热至70℃除去有害锈,对于颗粒精细的氧化亚铜,用滴管吸取稀硝酸反复滴在处理部位,锈粒软化后会溶解脱落。由于酸溶液腐蚀性强,可先用三甲树脂丙酮溶液对除锈部位进行加固,并根据器物的残损情况调配恰当浓度的除锈液,除锈液接触器物的时间要恰到好处,不宜过长,并尽快用碱液做好中和工作,以避免除锈时文物受到酸液的腐蚀。

  出土文物经过化学除锈后,显露出原有的文字和纹饰,但另一方面,除锈液又使部分文物失去原有的古朴外观,恢复文物表面原有色泽成为保护工作重要的研究课题。在使用矿物颜料做旧处理的基础上,我们尝试结合化学试剂作色泽还原处理,经过试验,发现二价铜盐与苯骈三氮唑反应生成的绿色产物较接近原有色泽,是较好的器物色泽还原方法。除锈后的文物经用5%倍半碳酸钠溶液浸泡后,表面涂上10%硫酸铜溶液,经烘干后用3%苯骈三氮唑乙醇溶液浸泡2~3天,风干后再用5%三甲树脂丙酮溶液表面封护,使药物在封护层内缓慢反应,一段时间后,器物表面出现绿色产物,延续的化学反应,使绿色产物不断增多和颜色变深,残存的氧化亚铜逐渐从褐色化为黑色的氧化铜,表面色泽也逐渐回复到出土时的古朴效果。

  除锈后的铜器残缺部位,通过选用金属材料或环氧树脂填充物补配,表面以矿物颜料结合化学药物做旧处理,达到恢复文物原貌的目的。

  二、出土铁器的保护

  铁器化学性质活泼,最易被腐蚀。南越王墓出土的铁器氧化严重,部分文物鳞片分离,处在碎裂状态中。我们通过检测铁器所含腐蚀物质类别和测定器物的磁性,从而掌握铁器受损情况并确定保护方案。部分铁器受埋藏环境中各种腐蚀物及含磷化合物等物质影响,表面已经形成一层致密的氧化膜,该氧化膜性质稳定,不易腐蚀,对文物能起保护作用。这类铁器经用纯水和倍半碳酸钠溶液浸泡清洗除去有害物、缓蚀处理和药物加固后,器物便继续维持稳定状态。另一部分铁器产生的铁锈酥散脆裂,对器物没有保护性,必须将其去除。除锈分别采用了电解还原法、局部电化学还原法和机械除锈等方法。

  电解还原是将腐蚀铁器放入电解质溶液中,通过直流稳压电源所产生的电流,对溶液中的铁器进行还原反应,使有害锈溶解脱落。电化学还原是使腐蚀铁器与锌或铝合金在电解质溶液中相互接触后产生的自发电流,清除造成铁器腐蚀的各种因素,使器物恢复到原有状态。电化学还原金属选用锌粒和锌粉,电解质为10%氢氧化钠纯水溶液。此外,我们还选用了草酸、柠檬酸和磷酸作化学除锈剂,其中磷酸不仅能除去铁器表面的含水氧化铁、氢氧化物、土锈等杂质,而且能使铁器表面形成磷酸铁盐膜,起到保护文物的作用。除锈方法是用5%磷酸溶液浸泡,浸泡后的铁器用六次甲基四胺溶液中和,然后对器物作深洗处理,除去残留在文物基体上的酸液和其它有害物质。

  深洗处理是把铁器分别放入纯水或10%倍半碳酸钠溶液中浸泡,使可溶性、吸湿性盐类及其它腐蚀介质在溶液中消失。用纯水浸泡时,如文物基体状况允许,可将溶液加热至50℃,会收到事半功倍的深洗效果。除锈和深洗后的文物,经过烘干后,用亚硝酸二环己胺作缓蚀处理,使铁器表面形成一层不溶于水的亚硝酸盐保护膜,能有效防止有害物质对铁器的侵蚀,再用5%三甲树脂丙酮溶液在表面加固封护,器物强度这时会得到增强。

  南越王墓出土文物类别丰富,但在潮湿环境中,不仅铜、铁器,其它文物也不同程度受到腐蚀损坏。根据各类文物不同的特性,我们采取了相关的保护方法。

  三、出土文物的持续性保护

  文物保护是一项长期性的工作,为使修复后的文物得到长久保护,针对南越王墓出土文物的情况以及本地区多雨潮湿的气候特点和大气污染状况,我们不断完善了保存环境、监测制度、科学管理等方面的工作。保护措施包括对文物展示环境和陈列设备进行改造,防止粉尘对文物的污染,提高恒温与抽湿效果;建造现代化的文物库房,提升藏品存放环境质素;制定文物安全管理制度,对文物进行持续性和系统性的监控巡视和安全养护;通过环境监测部门对陈列展示中的文物存放场所大气情况进行定期检测,掌握环境变化情况;根据气候变化规律,加强对稳定性较差的文物观察,及时掌握异变情况。此外,选取部分文物试样,送有关部门作金属和锈层结构分析,了解文物结构和收集科学数据,为文物修复后的长期养护做好基础工作。

  修复后的出土文物,经多年观察,未发现有异变现象,证明采取的保护手段是可行的。纵观文物保护过程,其中不少成功的经验,如薄胎铜器的除锈、化学药物对青铜器表面作旧、铁器的电解与电化学还原等等,都丰富了文物保护工作的内容,填补了本地区文物保护技术的空白,使传统的修复技术和先进的文物保护手段有机地结合起来,促进了文物保护和修复工作健康地向前发展。

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