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【考古科技】考古发掘中文物的采集与保存2

 萨满巫师 2015-12-23

  第二节 出土文物的清理与修复

  考古发掘出土的器物很多是带有大量埋藏环境包裹物,并且多是破碎的、残缺不全的。对这些残片进行科学的清洗与修复,可以让艺术品的文物价值、历史价值、艺术价值充分表现出来。这样便于研究者进行研究,便于博物馆陈列展出,便于人们认识和欣赏古代遗物。

  目前,对于文物修复的认识,有两种观点,一种观点认为,文物修复应该遵循最小干预原则。即只要残缺部分不影响文物的稳定性与艺术性,就不必进行修复,尊重其本身的历史信息;另一种观点认为,文物修复应该再现文物的完整性。即只要文物残缺了,就应该进行补全,这样有利于归类、进一步研究文物,体现文物的艺术性。由于上述不同的理解与认识,在实际工作中导致不同的修复原则和修复方法。

  近些年,文物工作者一直在讨论文物的修复原则,多数人认可 “修旧如旧”的原则。它的主要观点是:尊重文物所具有的历史真实性、科学性和艺术性,尽可能延续文物的生命,最大限度地保存文物的历史信息。修复工作不可主观地去除或改变文物表面历史痕迹,修复之前必须对其历史性、科学性和艺术性特征进行认真研究,确保修复的效果能体现该文物的原始风貌。

  无论学术界如何争论原则性问题,在考古发掘现场出土的文物,随时需要进行采集、清洗、修复。在多年的实践过程中,在“抢救第一、保护为主”的工作方针下,文物修复工作也总结出一些行之有效的方法。

  一 出土文物表面的清理方法

  由于文物在地下埋藏环境中,长时间地与地下环境因素相互渗透、相互作用,所以,在文物发掘出土时,表面必然带有大量埋藏环境的包裹物,虽然它反映了文物在地下环境中的点点滴滴,但在对包裹物采集取样之后,多余的包裹物,便影响了文物的后期整理、修复、陈列,必须将其清理掉。对于不同种类的文物,因其稳定性能的不同,所采用的清洗方法不可能一致。我们把性能稳定的文物称为普通文物,以之区别那些比较脆弱的文物。

  (一)普通文物表面的清理方法

  根据文物不同腐变程度及不同部位选择不同的清理方法。目前对于比较稳定文物的清洗可采用清水刷洗和机械法清理,清理时以不伤损文物的特征为原则。

  对于性能稳定的文物,如果其表面仅仅是简单的泥土污垢,可用清水毛刷进行刷洗,例如没有彩绘的陶器及石质文物表面的清洗。这种方法原本十分普遍地应用于考古工地,但是,随着人们对考古工作的认识提高,目前越来越多的考古工作者改用干法清理文物,最大限度地保持文物的表面信息。

  机械清理法是在显微镜下用电动工具去除污垢或者金属锈蚀。它可以控制清洗的范围,目标明确,不伤害非清洗部位的文物信息。经常使用的清洗仪器有超声波清洗机、超声波洁牙机、微型打磨机、喷砂机。

  这几种机器是从工业或医院中引进的。超声波清洗机应用压电陶瓷换能器将电能转换成声能,使液槽件液体介质产生空化、机械、热及化学效应,利用这些效应对器物进行浸入式的整体清洗。超声波洁牙机利用换能器产生的超声振动,通过聚能杆将能量集中在工作刀具端部。当手持笔式的工作端部轻触工作面来回摩擦时,即可将工作面上的附着物及锈层迅速粉碎剥离,并由刀具头部喷出的水流带走,达到清洁表面的作用。其工作能量可通过对输出功率的选择随意调整。喷砂机对质地较软、工艺精细的金银工艺器、鎏金器物的处理效果极佳。它利用空压机产生的高速气流,混合 Al 2 O 3 抛光微粉喷出,用以清除器物表面的坚固附着物。经喷砂处理后,没有机械清除的痕迹,并有抛光效果。

  (二)脆弱文物表面的清洗技术

  对于那些比较脆弱的文物,文物的清洗要有特别的方法与工具。下面列出有机质文物中纺织品和无机质文物中鎏金铜器的清洗方法。

  1. 纺织品文物的清洗

  纺织品文物的清洗应根据纺织品纤维的种类,组成,结构和性质而定,也与织物的颜色和污染斑点的性质有密切的关系,其清洗的方法可分为湿洗法 ( 水洗 ) 和干洗法 ( 机械清洗或用有机溶剂清洗 ) 两种。

  ( 1 )湿洗法

  清洗前应先除去泥土,然后再用水洗,一般常用蒸馏水或雨水来洗。对于本身很脆弱的织物和遇水后容易褪色的织物,最好采用水蒸汽法来清洗。 有些织物的小残块可以在玻璃上进行清洗,因为玻璃表面光滑摩擦系数小,在水的滑动下,可以调整织物的经纬线。在清洗这些弱质织物时,要用极缓的水流使之在织物上慢慢渗过,以免局部受力过大,织物受损。 清洗完毕后,将织物放入空气流通、温度适宜的房间进行干燥。而对于某些用水洗不掉的斑点,则应选择适当的其它溶剂来进行清洗。选择溶剂时应先在艺术品的次要地方 ( 如边角处 ) 作小片实验,得到可靠的结果后才能使用。绝不可轻率处置,否则将会使文物受到破坏,造成无法挽回的损失。尤其是在清洗有颜色的纺织品时,必须先做局部点滴实验,以判断水和其它溶剂对颜色的溶解程度。可以在有颜色的部位上滴上一滴所实验的溶刘,浸泡大约一分钟后,可用白吸墨纸或吸湿纸吸拭溶剂,若有颜色转移到吸纸上叫做“流淌”,表明这种溶剂能使织物掉色,应立即改用其它溶剂,或者用 5 %的食盐溶液或 2 — 5 %的醋酸溶液进行颜色固定。然后再做点滴实验,必要时可以增大醋酸浓度,最高可达 20 %。经固色后,再无淌流现象时,方可使用此种该剂。

  有些油脂类的污班、汗斑、果汁、动、植物的变质产物等均为酸性,一般不溶于水,可在水中添加一些碱性的去污剂。,可与酸性污染物发生中和反应而变成溶于水的盐或皂,或碱金属化合物等,而被洗去。一般采用有表面活性作用的合成洗涤剂或湿润剂。实践证明,清洗液的 pH 值一般 pH 值从 10 减少到中性时,清洗效果最好。通常使用弱碱氨水溶液作为缓冲的系统来保障安全。因为这种碱,当它尚未产生有害作用之前就已经挥发了,使用比较安全。另外也可添加硼砂作去污剂,当浓度为 0.1 %~ 1 %时, pH 值为 9.2 。这些盐 ( 即四硼酸钠 ) ,因为它可增加皂化和清洗能力,对清洗有严重污染的棉织品文物,效果较好。

  对于纺织品文物上的铁、铜或其他金属氯化物的污斑,可以采用酸性水溶液来处理使之变为可溶性盐类,同时酸性溶液还可固定酸性染料和中和洗涤过程中多余的碱。在清洗棉织品文物时,通常采用较温和的酸或缓冲盐溶液,以防止损伤纤维。醋酸就是广泛应用的一种,当它的浓度接近 1 %时, pH 值为 2.8 ,当浓度为 28 %时, pH 为 2.0 。它又是挥发性酸,一般在它能够在伤害纤维之前,就已经挥发掉了。

  有些纺织品的污斑含有大量钙、镁、铁等离子,可用六偏磷酸钠水溶液去除。这是一种很有效的中性络合剂,它可与金属离子发生螯合作用生成螯合化合物。同理,对于纺织品文物上的铜锈也可以选用氨或胺类化合物使之与铜离子形成络合物而去除。

  纺织品文物上的血斑、尸体污斑、动物凝胶、食物残渣等蛋白质污斑,用水和洗涤剂洗不掉时,均可利用酶的作用来分解它们,因为在适宜的条件下,酶可促使蛋白质加速水解成氨基酸溶于水而达到除去的目的。一般常用一种木瓜蛋白酶 ( 又叫香瓜酵素 ) 在中性和 30 ℃ — 40 ℃ 的条件下,使之与斑污进行作用。操作时必须使溶液与污斑充分接触,一般要恒温一个半小时左右。酶转化作用的条件虽然比较温和,但对已经经历了历史沧桑的毛织和棉织品文物来说,仍然不可避免的有一些影响。因此操作时要悉心观察,如有异常征兆,应立即终止处理。

  当纺织品上沾染了有颜色的斑污的时候,通常可以通过氧化的方法破坏有色基团来减轻或消除这些色斑。我们常用的漂白法就是利用漂白剂的氧化作用来破坏颜色。

  常用的漂白剂为“氯漂白剂”,它适用于由植物性纤维组成的棉织品和麻织品,但不适用于动物性纤维。通常使用的氯漂白剂有漂白精。最佳漂白条件是 pH 值为 10 的微碱性的温水溶液。漂洗完后,应用温和的酸中和至中性。对于蛋白类的动物纤维毛织品或丝织品,常用过氧化物漂白剂漂洗。过氧化氢、过硼酸钠用得较多。这类过氧化物与纤维的表面接触后可分解放出新生态氧原子,漂白过程中,应当避免使用金属容器或盖子,因为金属会起催化作用,加速反应。

  对于因氧化作用而产生的斑污,只能利用还原作用去除这些有色污斑。其方法有两类:一类是由于金属锈蚀而产生的污斑,通过还原作用使锈斑变为可溶物,把锈斑的颜色除去或变为不太明显的色调。另一类是由于有机染料或天然颜料造成的污斑,它们很容易因氧化或还原作用而起变化。但还原作用比氧化作用要缓和些,一般不会切断整个发色基团,但可使双键或叁键变为单键,这样即可使颜色消失。常用连二亚硫酸钠或者用甲醛化次硫酸钠作洗涤织物的还原剂。其操作是:先用连二亚硫酸钠溶液将污斑浸湿,然后在浸湿的斑点上撤上一些连二亚硫酸钠粉末,并在斑点上加一点 5 %醋酸溶液,使化学反应加快。如果织物上有银、铜、铁或其他刺绣和钮扣等物时,则应使用氢氰酸稀溶液清洗。而不能使用次硫酸盐清洗,否则不仅会失去金属光泽,而且还可能发展成黑斑。

  ( 2 )干洗法

  有许多污斑,既不能溶于水,且用水处理也不安全。因此,通常采用无水的有机溶剂来清洗,叫做干洗法。适用干洗法洗涤的污斑有油、脂蜡、焦油、树脂、粘结剂、虫胶、油漆、涂料、橡胶和塑料等。这些污斑虽然也可以在水中用皂化或用洗涤剂来乳化,但使用溶剂清洗更有效、更安全。

  用作干洗剂的有机溶剂通常有酒精、丙酮、汽油、苯、甲笨等。用有机溶剂洗涤纺织品文物时,应该先作点滴试验,只有确实证明该溶液不使织物褪色,不破坏织物结构,能有效的去除污斑后才能使用。因为这些有机溶剂多是一些低沸点的易燃、易爆物质,应该特别注意防火、防爆。

  在有机溶剂中,最常用的是三氯乙烯,这种溶剂易挥发、不易燃。用纯的冷溶剂浸洗纺织品文物时,浸渍时间一般不超过 30 分钟。如果用三氯乙烯浸洗时织物上的颜色有流淌现象,则可改用二氯乙烯。经这类含氯有机溶剂洗涤后的织物,不仅可以除去污斑而且还可以防止虫害。

  石油溶剂也是优良的清洗剂,特别适用于除去油脂类、烟炱和染料的斑污。石油溶剂价格便宜,毒性小,不易爆炸,使用较安全,而且对大多数纺织品无害。若有糖、盐和其他水溶性沉积类污斑存在时,可以稍加一些水到溶剂中,使之发生乳化作用后,即可将污斑去除。

  有机芳烃类溶剂,如苯、甲苯、二甲苯类可以除去那些由食物、煤烟沾污而造成的含有不饱和油类的污斑。有机醇类如甲醇、乙醇溶剂可以去除虫胶和树脂类某些斑污。对于纤维素类的粘合剂,则可用丙酮、乙酸乙酯、乙酸戊酯或其它的酮类和酯类溶剂除去。漆和涂料形成的膜,通常只能用某种溶剂软化后,用小刀或其它工具仔细剔去。

  当一些斑污用干洗法和湿洗法均不能凑效时,可适当加入少量表面活性剂,它的作用是减少清洗剂的表面张力或分子间的吸引力,使得溶剂与织物纤维容易接近,即增加湿润作用。同时,由于表面活性剂分子一端为亲水性,一端为亲油性,在溶液中形成许多乳胶束,将污物包围,使污物易于从织物纤维上脱离而进入溶液中被除去。

  表面活性剂有离子型 ( 阴离子型和阳离子型 ) 和非离子型两大类。一般来说,非离子型表面活性剂和溶解性较好的阳离子型表面活性剂的效果较好。例如十二烷基磺酸钠就属于一种常用的阳离子型表面活性剂。

  为了有效地除去各类污迹,常常使用混合溶剂。如:乙醇:丙酮:乙酸乙酯:三氯乙烯:海鸥洗涤剂:醋酸:水= 9 : 1 : 6 : 2 : 10 : 2 : 7( 重量比 ) ,上述配比和溶剂种类,可根据具体的清洗对象,适当加以调整。

  2. 鎏金器物表面的清理

  目前,对鎏金铜器或银器上的锈蚀处理有两种方法。一种以机械方法为主,利用化学药品来分解软化器物上的绿锈,再用手工工具及一些小型电动机械来除去器物表面的锈层。另一种方法则是以化学方法为主。

  ( 1 )机械方法

  鎏金文物的锈蚀,往往是较硬的锈层处在薄软的鎏金层上,纯粹的机械方法去锈很有可能使鎏金层损伤和剥落,因此必须辅助以适当的化学方法才能取得好的处理效果。一般使用 EDTA 的络合法。

  先用棉花签蘸 EDTA 液滴在锈层表面,使锈层局部处于浸泡状态,片刻后将该部位放置于 5 或 10 倍的双目显微镜下操作,用尼龙刷或玻璃毛刷缓慢刷除,对于较硬些的锈,则视锈层的不同坚硬程度分别使用竹刀或有机玻璃制的刀,直至使用钢制刀进行仔细的剔除。清除掉这一小范围的锈以后再换另一处滴加 EDTA ,就是这样采取小区域的局部处理。对于浸在鎏金表层的 EDTA 液,经过一段时间后,无论是否将锈除掉,都应及时将这一局部用蒸馏水清洗干净,依锈层的情况可反复多遍的浸泡和使用工具来剔除锈,当然每次使用 EDTA 后都必须用蒸馏水清洗干净,用上述的操作步骤和环节直到将锈除净。

  如果局部滋生有严重的铜锈已将表面的鎏金层腐蚀掉并产生体积膨胀,这部分采用牙科中使用的电动打磨机,通过更换不同的砂轮将膨胀出原始表面的部分磨掉,直至其表面基本与鎏金层持平为止。

  ( 2 )化学方法

  目前有四种化学方法可以用来去除鎏金表面的铜锈。

  方法一 :乙烯基乙醇 / 丙烯酸聚合物的稀甲酸溶液:乙烯基乙醇 / 丙烯酸聚合物是一种强吸水性物质,并具有良好的控水能力。与稀甲酸混合后形成一种新型的糊状物。将新型糊状物放在鎏金器物的绿锈上,糊状物里的稀甲酸溶液就与绿锈表面接触,而且不会向器物的金属本体渗透。这样,很薄的绿锈层就会被去除,依此,一层接一层地处理,就可以达到去除绿锈的目的。为了防止锈斑过分的去除,或将金属器上多孔的、脆弱的锈体部分溶解,可在使用这种糊状物去锈之前,将一种热塑性树脂涂在器物需要保护的部位上。绿锈被去除后,必须用热的蒸馏水将这种强吸水性的物质及保护性树脂完全清洗干净。

  方法二 :以 EDTA 为主,并结合碱性罗歇尔盐为辅。首先将鎏金器物浸泡在蒸馏水中清洗,将最外层部分泥土用刻字刀或其他工具机械去除。将脱脂卫生棉浸泡在 10% 的 EDTA 溶液中,敷在泥土之上,待其软化后去除,绿锈部分用分别用 EDTA 和碱性酒石酸钠去除。而较难溶的 Cu 2 O 可以在酸性条件下用硫脲与 EDTA 相结合清除。

  方法三 : 5% 半胱氨酸溶液。浮土用牙签剔除,较为牢固的土锈可用无水乙醇作为松土剂,在用牙签剔除。浮土清理干净以后,将 5% 半胱氨酸溶液,用氢氧化钠水溶液将其 PH 值调至 8.5 左右,将半胱氨酸溶液水浴加热,温度控制在 50 ~ 60 ℃之间,用纸浆吸取溶液,以镊子撕取小片纸浆敷在所要除锈的部位,敷好后将器物放在一定的容器中,放入 50 ~ 60 ℃的水浴中。随时用针管吸取半胱氨酸溶液向纸浆中追加溶液,当纸浆变色后,更换纸浆,重复以上操作,直至露出鎏金表面停止。除锈完毕后,用蒸馏水将器物上的残留的除锈剂和溶解的锈蚀产物冲洗干净。避免对鎏金本体和胎体造成损害。

  方法四 :对于鎏金银器,为了不使鎏金薄层和银受到损伤或产生不良的变化,可采用甲酸除锈并添加少量的巯基苯基四氮唑。先用少量无水乙醇溶解巯基苯基四氮唑后,再加入稀甲酸配成溶液。在要除去锈垢的银器表面部位,盖上应用上述溶液湿润过的脱脂棉花,半小时后,银器表面的绿锈就会逐渐被溶解而出现蓝色的浑浊,轻擦锈垢,再用新的浸有该溶液的湿棉球反复几次即可。最后用蒸馏水冲洗。

  二 出土文物的修复与补缺

  文物作为人类活动的成果,具有多重价值。首先它反映着特定历史环境、历史条件,形成其历史价值,另外,它还可以作为艺术品,具有美学价值。文物修复工作就是对文物的历史价值、审美价值等进行重新恢复。保持文物的历史真实性是修复的主要宗旨,它不能对其物质组成部分进行干预,不能改变特定的历史背景和条件赋于文物的意义,更不能抹杀掉在历史进程中任何自然与人为因素对文物造成的改变。

  文物修复是一项综合性的工作。了解器物的结构特性、制作及病变原因,对于保护修复器物至关重要。它需要历史、考古、自然科学等多学科的相互配合、协调,通过各学科的共同参与,才能安全、准确地修复保护好一件历史遗物。因此在文物修复与补缺之前,了解修复原则、做好修复方案十分重要。

  (一)残缺破碎文物修补的几个原则

  1. 保持文物的历史真实性和艺术性

  根据历史证据和文献资料我们能够进行残缺修补。在进行修补时必须对其艺术风格进行研究,确保修补后能体现该文物的原始风貌,绝不能凭主观想象去臆造或创造。

  2. 最小干预

  对于文物来说,任何修复行为,都是对它的一种干预。在保证文物结构稳定的基础上,尽可能地不去添加人为的修补。尽可能多地保留原件及原有结构位置。将人为附加部分用在最有必要补全的地方,只要不影响器物力学稳定性,就不要刻意去弥补表面的残缺。

  3. 可辨识性

  补全部位所采用的材料与工艺,最好是原材料、原工艺。但也不应该是完全的类似,应该是容易识别的,做到“远看一致、近观有别”。一定要既能看出哪些地方是原始的,哪些地方是补全部分。同时也不能因为这种识别而破坏整体艺术品的观赏性和完整性。

  4. 可逆性

  在我们进行残缺修补时,无论处理方法还是选材,都应该充分考虑到可逆性,即修补部位易于拆除,不影响和损坏文物的原始材料,不影响以后的再次工作。随着科学技术的发展,我们会得到更好的材料与解决的办法,若干年后,现在所选用的材料与修复方法都会改进,这样的话,可逆性显的尤为重要。另外,可逆性原则还可以允许我们在修补过程中,可以随时纠正错误的地方。

  5. 兼容性

  文物修补所使用的材料必须是可逆的、兼容的产品。选用的材料同艺术品的原材料及其病变程度要相适应,原材料与被选材料在物理、化学等性能上必须是相接近的,不能改变和破坏艺术品的原材料。不能对艺术品造成新的破坏。

  6. 安全耐久性

  文物的残缺修补所选用的材料与方法中,除具有可逆性外,还应不对艺术品造成新的损害,并有利于长期保存。

  在实践中面对不同类型的文物采用的修复方法也各有不同,必须根据实际情况,尊守修复原则,因地制宜、有效地进行文物修复。

  我们可以从目前具有代表性的陶器修补和青铜器修复过程来理解文物修复的原则与步骤。

  (二)陶质文物的修补过程

  陶质文物的修复是修复工作中最常见、最基础的部分。无论修复何种材质的器物 , 首先要对文物有充分全面地了解,认清其历史背景、结构组成、制作工艺、埋藏环境、病变原因、保存状态等,并在此基础上制订出详细、可行的修复计划。在制订了修复计划后,便可实施具体的修复工作。包括清洗、加固、粘结、补全、最后的封护和维护等步骤,这些都要遵守修复原则,任何不利于文物保护的方法都是不可实施的。

  1. 前期研究与修复计划

  ( 1 )结构特性

  无论是素面陶、彩陶、彩绘陶或是釉陶,其陶胎都是由粘土制成。粘土是一种无机物 , 含量中 80% 为沉积岩 , 它具有可塑性、缩合性、色彩、耐火性、抗性等特点。陶器的色彩指粘土中含有的成色矿物质,加上烧制温度的影响,会产生通常所见的红、灰、黑、白陶等。陶器具有耐火性。

  ( 2 )制作工艺

  制陶技术与工艺表面上看与修复无关,其实它可以为我们提供许多信息,帮助我们了解器物结构、病变及破损部位等规律。手制和轮制是制陶工艺中初步成型技术的两种主要方式。手制又分泥条盘筑、捏塑、板制、模具制作等。不同的制作技术会在器物上留下明显或隐含的信息。手制陶器多非一次性制成,每部分间互相联接处必产生一定的空隙,易形成破损区。轮制技术是一种较为先进的制陶工艺,它利用离心力制造陶器,工艺过程包括选择泥坯、提升高度、施压成型、磨光处理、切割卸下等。掌握这些规律对我们了解器物的病变及破损状况有很大的帮助。

  ( 3 )病变及其原因

  文物上的病变中可溶性盐份对器物危害最大,常见的可溶盐有氯化纳、硫酸盐、磷酸盐等,这些可溶性盐极其不稳定,通过与环境中的水接触,利用陶器的多孔性,进入到器物内部,当器物埋藏环境改变,随着水份的蒸发,盐份就会从内部转移到器表,形成结晶,在器物下表面微孔中产生一定的压力,致使器物表面破裂,产生鳞片状脱落,或形成如霜状的沉积,即盐性粉化。这种病变对器物的安全危害最大,清洗时必须彻底清除。

  ( 4 )科学分析

  利用物理、化学手段对器物组成材料、病变及结垢进行分析。如X光片能了解器物内部的组织结构 , 可与制作工艺的研究相参照。通过科学分析可提高修复的科学性与准确性。

  ( 5 )修复计划制订

  在综合以上各类信息的基础上 , 便可制订出针对性的修复计划。

  2. 修复过程

  ( 1 )清洗

  清洗是修复过程中的第一步,也是最基础、最关键的步骤。清洗首先是去除器物上的有害物质,使其更加稳定、更加安全地保存下去,其次是去除对于器物上影响美观的物质。其中,清洗方式及清洗材料的选择,要求针对不同器物和不同病变而有所区别。清洗方法主要有机械法和化学法。在实际工作中,方法选择是要经过分析,并选择小面积部位先进行预清洗试验。化学清洗法会对器物造成二次污染,故选择时一定要谨慎,在使用后一定要将器物表面残存的溶液去除干净,保障器物的安全。清洗是一项认真细致的工作,从某种意义上说 , 它也是考古发掘的继续,可弥补考古工地因条件限制而产生的缺陷,为考古学的研究提供更加细微的资料。

  ( 2 )加固

  对于陶器这类多孔性材料,加固是十分重要的,加固不仅能防止陶器表面装饰层脱离,对于较为脆弱的器物 , 通过加固也能使其更加坚固、完整。加固剂的选择是加固工作中最重要的 , 它必须具备下列特征:可逆性、抗紫外线、抗生物侵蚀、较好的渗透性、属惰性材料,化学性质稳定。通常选择热塑性加固剂,如聚乙烯醇缩丁醛树脂 0.2% — 10% 酒精溶液、丙稀酸树脂、丙稀酸乳剂、有机硅溶液,对于彩绘陶、釉陶在清洗前,视具体情况选用 2 — 5% 的丙稀酸树脂做预加固处理。

  ( 3 )粘接

  经过清洗加固后的器物,可选用胶带纸进行预粘接,对器物形状及各部位的相对位置做到心中有数,在选择好粘接剂后,便可实施操作。一般粘接剂分两种,热塑性和热固性。前者因其原料来自植物纤维,属直线型结构的聚合物,能在溶剂挥发后变硬,但它能溶于有机溶液,是一种可逆性粘接剂,但强度欠佳。后者由粘合剂、固化剂两部分组成,经反应后形成三维结构的聚合物,具有不可逆性,但其强度较好。实际工作中,常选用后者。特别要注意的是粘接前要在被粘接部位涂抹 2% 的丙稀酸树脂,丙烯酸树脂可溶于丙酮或三氯乙烷中,具有可逆性,我们可利用它的这一特性来转化热固性粘接剂的不可逆性,使得修复更加合理、科学,同时为以后利用更好的材料进行修复提供了一个较为便利的条件。这一点在以往的工作中常被忽视,应引起足够的重视。另外,修复时所选择的粘接剂也要与器物本身的质地相协调,相兼容,若器物质地较疏松、易脆,那么粘接剂强度也不宜太大,否则对器物也是一种破坏。总之,粘接力应同最弱部分的力相同,粘接剂与待粘接材料间的粘合力应比粘合层内部的内聚力小。

  ( 4 )补全

  为了给考古学家、历史学家进行科学研究,提供更加完整的信息,同时给博物馆观众,从美观的角度呈现器物的历史、艺术价值,发挥其社会教育功能。对于残破严重的器物,我们应该采用补全的方法来完成文物的陈列与研究要求。但是,补全必须在客观、全面地了解器物的历史背景、原始形态及保存现状的基础上进行,对于器物形态,表面装饰等都不能凭想象进行增减。

  1964 年在威尼斯举行的第二届历史古迹建筑师及技师国际会议上通过了《国际古迹保护与修复宪章》。指出,保护与修复古迹的目的,旨在把它们既作为历史见证,又作为艺术品予以保护。尤其重要的是,它提出了在修复过程中,缺失部分的修补必须与器物整体保持和谐,但同时须区别于原作,以使修复不歪曲其艺术或历史见证。修复工作必须遵守这一法规。因此,对于补全,我们也应该遵从以下四个原则:

  第一 可逆性。补全部位要易于拆除,且又不破坏文物的原始材料。

  第二 可辨识性。要尊重文物的原始部分,即要与原始部位有所区别,又要相互协调。

  第三 可兼容性。补全材料应同文物原始材料有兼容性,选用修复材料不能改变或破坏文物的原始材料。

  第四 最小干预。将人为附加部分用在最有必要补全的地方,不要刻意弥补残缺。

  为了让补全部位的颜色协调一致,补全部位的颜色需要进行处理。一般是根据器物自身颜色,在石膏粉内加入粉状矿物颜料。为了不改变石膏的特性,矿物颜料不能超过石膏量的 1/3 。。彩绘陶、彩陶、釉陶等表面装饰层一般可以利用喷色法、点色法做出与器表装饰层较为相似、较为协调的效果。

  ( 5 )封护

  在陶器修复完后,为防止外界污染物再次侵蚀,要在器物表面涂一层护层。目前,可使用丙烯酸树脂 (1.5 — 2%) 酒精溶液,均匀地涂抹在器物内外,丙烯酸树脂能通过孔隙进入器体,使得器物更加坚固,同时亦能隔绝空气、水分、光线、可溶盐等有害物质的接触,从而起到保护的作用。

  ( 6 )维护

  文物处于展柜或库房时,环境一定要十分稳定,温度不能有太大的起伏。同时要做好定期的检测与维护。

  3. 过程纪录

  在整个修复过程中,资料的记录是十分重要的,它是修复工作的见证。当我们拿到被修复的器物后,第一步就应该对器物进行拍照、绘图、并记录下它的保存现状及病变情况。修复过程中使用的材料、使用原因、材料特性、具体实施方法等都要一个详细、真实的记录。通过建立一整套较为科学的档案,为今后的工作提供便利,同时使后人能从现在的工作中吸取一些经验教训,更好地保护文物。

  (三)青铜器修复的常用方法

  在我国青铜器修复有着悠久的历史,在过去由于收藏和古玩生意的需要,传统的修复技术主要包括:青铜器整形、去锈、补配、花纹的鏨刻、焊接、粘接、作锈。随着科技的发展,相关的文物保护保存的法律法规的不断出台,以及世界文物保护领域相关的保护准则、宪章和公约的发布,传统的修复技术正在逐渐地发展而为现代青铜修复技术。

  1. 现状调查与检测分析

  在现状描述、测绘之后,分析青铜器组成成分、金相结构、制作工艺,根据腐蚀产物分析及腐蚀机理描述,评价其保存状况。

  2. 清洗、去锈与除氯处理

  青铜器清洗主要是去除其表面的附着物。对于大面积存在的钙质结垢和泥垢,一般采用机械方法配合化学法进行清洗。机械清洗是易于控制,清洗后不留残留物,不会导致铜器外观颜色的变化。一般是用手术刀配合酒精棉签清除表面较松散的泥垢。用微形打磨机清除较硬的钙质结垢,根据不同的部位选择不同的钻头。

  当文物易碎,锈层坚硬,机械清洗很难控制的时候,就需要配合化学方法。使用像 乙二胺四乙酸二钠盐、氨三乙酸氨水复合液、 六偏磷酸钠 等等 络合剂,对铜器或进行局部涂敷或进行溶液浸泡处理,这种方法对于清除钙质结垢效果较好。但是要注意:化学方法在使用后,都必须用水擦洗干净,然后用乙醇、丙酮脱水,红外灯烘干。

  去锈一般是指去除在正常环境下,还能继续发展,对文物造成影响的锈蚀。它不是指铜器表面的附着物。对于那些影响器物外观的锈蚀,一般归属于清洗不是去锈。通常采用的去锈方法有机械除锈法、化学除锈法、电化学除锈法。无论采用那种方法,重要的是:去锈要保持文物原貌,不能文物本体造成损伤。

  如果铜器锈始中含有氯离子,一般认为是感染了有害锈。由于锈体呈现粉末状,故称之为“粉状锈”。对这种器物,一定要去除器物本体及锈体中的氯离子。进行除氯操作,要求除氯一定要完全,确保使用的方法和试剂不会对青铜器本体造成化学腐蚀、机械损伤,不留存对文物有影相的化学成分。目前方法有倍半碳酸纳法、氧化除氯法等等。

  倍半碳酸纳法:倍半碳酸纳溶液是一种弱碱性的缓冲溶液。其中的碳酸根可使铜器中氯化物逐渐置换为稳定的碱式碳酸铜,使氯离子从青铜器转移入溶液中,以此法达到清除氯离子目的。具体做法是:把锈蚀的青铜器浸泡在 1 %或 5 %的倍半碳酸钠溶液中,浸泡时需要交替加热,使液温白天保持 40 度左右,晚上自行冷却。开始时每周换一次溶液,几周后可半个月或更长一点时间换,浸泡至少要三个月。浸泡时如果使用超声波,效果会更好些。这种方法对保存绿色的铜锈有利,也适合需要保留的铭文,花纹,古斑的青铜器。值得注意的是:这种方法比较费时,容易在铜的表面形成孔雀石腐蚀层,色彩鲜艳,导致改变器物外貌色泽。

  氧化除氯法:这是一个针对局部含有氯离子的器物,也就是粉状锈明显的器物。它的方法原理就是利用双氧水的高氧化能力,将铜器锈层中的氯离子氧化成氯气释放出来。在处理中利用针管滴加与纸浆糊敷相结合,可以安全快速地去除氯离子。具体方法是先调配好 1% 浓度的双氧水,制作好干纸浆备用。用电热吹风机对需要处理的部位进行简单地预加热,这是为了在处理过程中保证双氧水的渗透速度和深度,增加氯气的溢出速度。用针管小心滴加已经被加热的部位,观察氯气的溢出,待气泡减弱,用棉签吸干反应液。再进行第二次滴加,以此类推,直到滴加双氧水后气体溢出很少后,停止。为了确保除氯彻底,在夜晚非工作时间,用镊子按锈点部位的面积,镊取浸泡过上述双氧水的纸浆,糊敷到锈层上表面,不用加热,表面也可以覆盖一层塑料薄膜延缓液体干燥时间,这样相当于浸泡法。这种方法的优点是时间短、针对性强、不会影响非含氯部位的原貌。

  3. 青铜器文物的修复

  不同的修复理念,对器物的修复方案就不同。我国传统的修复思想是使器物完整化、美观化,在这个指导思想下,铜器修复用的最多的技术就是整形、补配、焊接与粘接。

  ( 1 )整形

  埋藏于地下的青铜器由于墓穴崩塌、地层变化等原因造成挤压变形,出土后往往需要整形。方法有锤打法、模压法、锯解法、加热整形及其他办法等。选择方法的依据是器物的变形程度和铜器的质地。

  ( 2 )补配

  补配是传统青铜器修复技术中复原残缺部分的重要技术。根据铜器种类、形状、残缺部位,补配方法可分为打制补配和铸造补配。近代修复中还有玻璃钢补配等方法。

  ( 3 )焊接与粘接

  焊接是传统修复技术中的重要环节,是修复破碎青铜器和复原器形的主要手段。需要根据青铜性质、残破和腐蚀情况不同,而采用不同的焊接方法,即“大焊”和“小焊”。

  “大焊”也就是铜焊或银焊,这种焊接比较结实。修复古代青铜器一般多用“小焊”,也称锡焊或“鼠接”,是比较原始的焊接方法。焊接所用的“焊锡”是锡和铅的合金,锡占 62 %,铅占 38 %,称作“点锡”。

  锉焊口是把要对接的铜器碎块的断口上锉出新的铜质,即所谓 “新碴”,为了尽可能的保留铜器断口的原来曲线,作为焊接时掌握铜器器形的依据,因此通常是在铜器断口内外方向上偏重一方锉成一定的坡度,使断口接面形成一定的倾角,对接起来即可形成焊口。锉焊口的原则是以避免铜器铭文和花纹或其他遗迹不受破坏为依据的。对实在无法避开接口的铭文等,要采用粘接的方法。

  粘接办法 : 历史上有用白芨、漆片、虫胶粘接器物的方法。

  其他连接办法 : 传统修复中,对于那些特别残破的铜器,或器物表面有纹饰不允许大面积焊接,即可采用焊接、粘接与机械加固相结合的方法,如秦陵铜车马的修复就采用了套接、扒钉、加入螺钉、铆钉等加强件连接的方法。

  根据现代文物修复理念,要求修复所采取的技术措施不能对文物造成二次残损,不能妨碍再次对文物进行保护修复处理。在这种要求下,整形就对器物存有二次损伤的危险,不符合要求,而应该引用更加科学的办法来实现器物原型的再现,比如借鉴计算机模拟技术设计出将恢复的器物原型,然后用同样材料制作一件复制品,供我们研究和陈列。补配的方式与现代的理念比较接近,没有很大的冲突。不过它们在补配程度的要求上有所差异,传统的补配要让观众找不出痕迹,而现代修复要求符合可辨识原则,要求有所差别。

  焊接与粘接方面的差异也是存在,传统的焊接对器物的断面有一定的破坏,而且引入了新的材料——焊料,在最小干预、可逆性要求方面也有欠缺。现代修复技术在传统的基础上,引进了可逆性涂层概念,保证了可再次进行修复的要求。

  在拼接成型方面,现代修复技术采用非永久性连结方式。根据出土器物残片材质分析、对比相同时代同类型器物造型,用相似工艺和相同的材质制造出一件完整的器物——展示用的“支架”。不过在“支架”制作中,把实物残片所在部位预先留出,待“支架”表面的锈色做得与原器物颜色接近以后,将残片镶嵌在“支架”上。这样,即达到了恢复艺术造型的要求,又可以随时卸下残片进行再次研究与修复处理。

  4. 青铜器文物的缓蚀处理

  青铜器的表面不耐腐蚀。在现代工业污染的大气环境下,酸性气体、氧化性气体会进一步腐蚀青铜器。尤其在潮湿、含有氯离子的酸性气体条件下,还会有粉状锈生长的危害。所以青铜器文物一定要做缓蚀处理。作为器物表面缓蚀层要求结构致密,与铜本体结合紧密,能够有效去除氯离子。同时不改变文物外观,缓蚀效果长期有效。目前,常用的一种方法是 BTA (苯并三氮唑)法。

  1967 年 Madson 首次将 BTA 法用于青铜器的保护,效果良好,至今成为最受欢迎的方法之一。 BTA 抑制铜腐蚀的原理是成膜机理,它与 Cu2O 膜存在有关,可能形成 Cu(I)-BTA 配合物保护膜和 Cu(II)-BTA 配合物保护膜。这种保护膜不溶于水,贴在金属外部把金属与腐蚀介质隔离,从而使金属的溶解力或离子化程度大大降低,达到保护金属的作用。有些学者还认为 BTA 吸附于铜器表面,可改变金属与溶液的界面结构,使阳极反应活化能显著升高,从而降低铜器本身的反应能力。国外许多学者 Poling , Roberts , Walker 等人通过试验证明 BTA 处理后受蚀面上形成的一层 Cu-BTA 络合物与 BTA 浓度、温度、浸渍时间和溶液的 PH 值等有关。

  BTA 的操作工序是先配制 5 %的 BTA 乙醇溶液,将之放入可抽真空的容器中,再将腐蚀的青铜器放入容器内,用真空泵抽至溶液呈沸腾状为止,再将整个容器放入恒温槽中恒温至 60 度。放置 8 个小时以上,在恒温期间控制真空度为 400 毫米汞柱。恒温处理后将青铜器取出,用乙醇洗去表面残留的 BTA 结晶。 BTA 在 60 ℃ 以下作减压渗透处理,使缓蚀剂充分渗入锈层,这样做成膜也最好。如无减压设备,也可用 3 % BTA 溶液浸泡或用毛刷蘸取 BTA 溶液直接在青铜器上反复涂刷。

  目前,比较多用复合型缓蚀剂,推出了许多 BTA 的衍生物,如甲基苯并三唑( TTA )、 2.5- 二巯基噻二唑、 2 - (5 -戌基胺 —) —苯并咪唑等。这些新衍生物在抑制铜的腐蚀方面均优于 BTA 。


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