□罗荣斌
济源市西部王屋山区豫晋交界处,为古邵州所在地。近年来,考古人员在这里清理发掘出青铜器、陶器、骨器、玉器等40 余件(组),年代涵盖商、两周、两汉。这些文物在经历数千年岁月的侵蚀后,每一件都带有不同程度的病害,其中,青铜器病害尤为严重,且随着时间的推移,锈蚀程度还在不断加剧,急需进行保护修复。2022 年,河南省新乡市博物馆文保中心受济源市博物馆委托,对其中部分金属文物进行修复,战国青铜鼎就是其中一件。
受外力影响,该青铜鼎盖面及腹部迸裂、残缺、破碎、扭曲变形。残存鼎近似椭圆形,两耳从耳根处整体断掉,其中一足缺失。器物通体锈蚀,表面有硬结物、层状堆积物、孔洞、酥解,鼎身部分严重矿化。(图1)
图1 青铜鼎修复前
通过观察分析可知,该青铜鼎器盖面上隆,面饰两道宽弦纹,中央铸圆形镂空捉手。器身圆唇,平底,口沿下对称附一对长方形曲耳,鼎身中部以陶索纹隔开。
1.合金成分分析。选择青铜鼎残片清洗干净作为样品。通过环境扫描电镜配合能谱仪 (ESEMEDAX)对样品合金成分进行分析。(表1)
从表1 可以看出,青铜鼎为典型的铜、锡、铅三元合金。锡含量处于13.6%~19.9%,处于中等偏高程度,配比变化相对较小,合金中,锡的加入可以降低铜合金的熔化温度,增加铸件的抗拉强度,拓宽铜液的结晶温度范围,提高铜液的充型能力;
铅含量处于5.4%~12.0%,配比变化相对较大,铅本身不溶于铜和锡,熔点低,合金凝固过程中以游离态存在,可以减少枝晶间显微缩孔的体积,提高铸件的质量。
表1 青铜鼎样品基体合金成分(wt%)
2.扫描电镜显微形貌分析。使用扫描电子显微镜对青铜鼎样品进行微观形貌分析。(图2)通过二次电子像所反映的形貌特征可以看出,青铜鼎的锈蚀产物微观形貌不同,部分混乱无序膨化外向性发展蔓延,部分呈有序化结晶形态,表面皆疏松多孔。鼎口沿、底部及部分残片存在氯元素的粉状锈。
图2 青铜鼎样品锈蚀部分电镜图
3.锈蚀物X 射线衍射物相分析。为明确青铜鼎腐蚀产物物相结构,采用X 射线衍射对两处锈蚀物进行检测分析。检测结果显示,此鼎锈蚀层的主要成分组成为孔雀石、白铅矿、蓝铜矿和石英。其中,石英应是在青铜器的长期埋藏过程中渗入的。
(一)清洗脱盐、除锈
用去离子水对器物表面泥土附着物和各种腐蚀产物及锈层进行清洗。清洗过程一方面是清洗掉表面泥沙和附着物,另一方面对部分渗入器物本体中的可溶盐进行置换,浸泡后通过反复水洗的作用,采用测定清洗后水溶液的电导率来评估清除效果,最终减少乃至完全清除器物中的可溶盐。由于青铜器长期埋藏在地下,受埋藏地环境及地下水中酸、碱、盐等化学作用的反复侵蚀,青铜器物表面乃至基体会生成种类多样的氧化层和腐蚀层,锈蚀对器物长期保存带来严重影响,必须在遵循保护原则的基础上给予清除,目的是恢复青铜文物的原有外观,阻断稳定锈在特定环境中向不稳定锈的转化。对器物的锈蚀清除采用以下方法:运用机械原理,选用木刻刀、凿、錾等工具直接剔除清理,对器物上部分点状粉状锈采用机械挖除后,用氧化银封护处理。对有纹饰的部位及断面碴口用超声波洁牙机清除。
(二)矫形
1.口沿的矫形。由于此残鼎呈椭圆形且从口沿处断裂、残破、缺失,对此残鼎的矫形先从口沿开始[1]。口沿残缺导致的尺寸不明确,给矫形工作开展带来极大的困难。同时,口沿如果矫不圆,鼎盖盖不上,也会影响器身全貌。为了解决这些问题,笔者在矫形之前,先对残片进行大致拼接,量准口沿周长,根据圆的公式,算好半径,画出此残鼎的口沿圆。然后在薄木片上画个整体圆,以得到此残鼎的口沿圆。剪其四分之一,制成矫准圆的参照物。之后把参照物放在残鼎口沿处,从而看清残鼎口沿从何处开始变形,变形的幅度多大,对下一步矫形工作做到心中有数。开始矫形时,把两块木块放在椭圆口沿处两端,根据器物变形的形状自制合适的木块,两木头上放一横梁,构成一个支架,用C形钳夹住椭圆处中间和支架中间。用热风枪加热变形位置,消减青铜内部金属分子自身应力,增强铜质的可塑性。慢慢旋紧螺杆,循序渐进,利用夹合力矫形到位,直至不再反弹为止。对于腹部变形处,将鼎固定好,内放可伸缩螺杆顶回原样。
2.鼎盖的矫形。对于裂块斜着向上翘处,笔者采用圆盘形矫形器,先将残盖固定好,找准支点,用木块垫稳,上压下顶,慢慢加力矫形归位。因迸裂导致裂缝扯长,有错位扭曲变形现象,这时用多个C形钳夹住裂缝处,用力挤紧对准裂缝的同时拧紧C形钳,提前打磨好坡口,快速焊接牢固。全部矫正后再用环状矫形工具从鼎盖口沿边整体套住,拧紧螺杆慢慢调圆,带上工具放一段时间,这样它会自然慢慢消除金属自身应力,不会再反弹过来。(图3)
图3 青铜鼎鼎盖的矫形
(三)拼对、焊接、黏结
1.拼对。由于残鼎破碎、缺失,不能立起,先做个鼎形土堆,大小根据情况而定,再按残片纹路薄厚形状等进行拼对,将碎片逐步对齐摆好,稍加控制。弄清各残片的位置、变形程度、缺失形状。
2.焊接。采用我国成熟的传统低温铅锡法,焊接前,首先对器物做细致的观察和了解,焊接时避开器物表面及锈层下铭文、纹饰。焊口一般选在铜器内壁,使外表纹饰完整保存,个别裂缝可采取跳焊。铅锡焊接任务完成后注意助焊剂的清洗,避免对铜鼎带来不良影响。
3.黏结。由于残鼎部分残片严重矿化,传统的焊接已经不适用,决定用环氧树脂胶黏结,黏结时挤出的胶蘸点与周围色相似的颜料,为下步做旧打下基础。对于缝隙大的部位中间加点铜皮条,增强牢固度。全部补缺完成后,鼎身上所有的缝隙、孔洞、焊接时出现的泡洞用环氧树脂胶进行封填、充实、加固,同时稍加点热利于此胶完全渗透进去,让修补后的鼎成为一个整体。
(四)补配、打磨
1.腹部补缺。根据器物薄厚选择适当紫铜板,用锤敲打成缺失部位形状,对于在弧形处并且是大面积缺失部位把铜板剪成多个宽长条,锤打成微小弧形,逐步焊接成整个弧形,这样做是以免在锤打铜板时出现扭曲凸起、互相制约的变形。
2.足部补配。对于缺失的一足采用失蜡法补配。先将缺失的部分用石蜡补配完整,留好浇铸口和出气口蜡柱,外部糊以石膏,放入烘箱蜡体全部烤化流出。熔化锡用纸棒搅动并清掉浮渣,浇铸已去除蜡液后的石膏空壳内,凝固冷却后打碎石膏模具,锯掉浇铸口和出气口锡柱,将表面打磨处理。
3.打磨。此鼎全部补配焊接完成后,用电磨及各种锉,将补配的足及其他焊接处凸起的锡坨打磨平,打磨时电磨要高速且准,以免振动带来脱焊。再用粗细砂纸将补配铜皮内外抹上的原子灰打磨平。
(五)做旧、封护
1.做旧。对已恢复原形的铜鼎,用乙醇和虫胶漆溶液调和砂绿、群青、钛白、黑烟子等各种矿物颜料,采取涂、抹、点、弹等方式在铜器表面做出需要的锈色,与附近的真锈基本一致。
2.封护。封护是为了阻止外部环境中有害的光线、湿气、气体等对青铜器的侵蚀而采取的预防性保护措施,其目的是使青铜器与保存环境中的氧气、水分隔绝,起到防止锈蚀进一步发生的作用。目前青铜文物保护中普遍采用的封护材料是丙烯酸类,如浓度为1%~3%的B-72 丙酮溶液,室温通风处酌情刷涂或喷涂一至二遍,避免造成器表色彩的偏差。
通过清洗脱盐、除锈、拼对、矫形、焊接、黏结、打磨、做旧、封护等修复工序,在严格遵循“修旧如旧”“不改变文物原貌”的原则下,借助先进仪器检测分析、修复中使用可逆性材料和自制工具等方法,怀着对文物的敬畏,科学规范化对青铜鼎进行保护修复[1]。(图4)让病害百态的文物重新“活”起来,使其展现出历史价值、观赏价值。向世人讲述曾经的故事,激发我们的民族自豪感和自信心。同时也巩固了对传统文物修复方法的理解,加深了对现代新材料、新工艺的掌握。也增加了济源出土青铜器的展品,进而丰富了济源市人民群众的文化生活。
图4 青铜鼎修复后
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