青铜器修复与保护综述

萨满

青铜器修复与保护综述

在数千年遗留的传世品和出土青铜器中，有些由于外界环境的影响和自身结构的缺陷，出现了不同程度的腐蚀，部分出土的青铜器甚至破烂不堪。要使这类受腐蚀的青铜器能够长期的保存下去，关键在于深入分析其损害因素，采取相应保护措施，尽快对受损器物进行修复。

    一、青铜器锈蚀的特性
    青铜器一般指铜锡合金，也有部分为铜、锡、铅合金。青铜硬度大、熔点低，便于铸造，耐腐蚀性能好，既实用又能长久保存。因每件青铜器成分不同及所处环境不同，其腐蚀原因及产物也不相同。青铜器有害锈的腐蚀机理相当复杂，例如常年埋藏在地下的青铜器，接触到相应的气体和盐类、水分后，发生化学反应和电化学反应，逐渐腐蚀生成锈层。铜器和氧接触后生成氧化亚铜，进而又生成氧化铜，有些青铜器在埋入地下之前，表面已有一层氧化铜。一些青铜器在地下由于接触到溶解有二氧化碳的地下水，便会形成碱式碳酸铜或蓝铜矿。如果青铜的含锡量高，那么锡则又转化为呈光滑的灰绿色锈氧化锡。然而氧化铜与地下盐、酸、水、氧接触又可以转化为碱式氯化铜，即疏松膨胀的“粉状锈”，氧和水仍可浸入其中，促使青铜器的腐蚀产物不断的扩展和深入，直至青铜器溃烂、穿孔，被文物界称之为“青铜病”。从青铜器的表面看似乎是鲜艳的绿色粉状锈，其实不然，用工具轻轻剔开粉状锈，立即看到其下是绿色的锈层，再往下是褐红色锈层，继续往下还是绿色锈层，最里面一层是灰白色蜡状氯化亚铜，它有时可蚀穿青铜器壁。如果把氯化亚铜挖出来，接触了空气中的水和氧气，便会继续腐蚀青铜器，并且会感染周围的青铜器，迅速蔓延而使青铜器毁掉。
通过对青铜器基体质地和腐蚀产物的分析结果，使我们对腐蚀产物的实质有了明确的结论，如从感官上通常所称的糟糠锈，经过取样分析得知，成分为碱式氯化铜或氯化亚铜，即通常所说的有害锈或粉状锈。

    二、青铜器的保护
    保护腐蚀青铜器的基础是对导致其腐蚀劣化的原因和青铜器腐蚀机理的研究。可以看出，青铜器所处环境中，只要外界条件有利，环境中的氯离子就会对器物造成损害。对于一般青铜器的保护处理，就是对氯化亚铜进行机械和物理、化学的清除处理。
为了维持古代青铜器的原貌，应具体分析每个青铜器受腐蚀损害程度的不同，有针对性的采取不同的措施。
    1、传统去锈法
（1）醋酸水溶液去锈
    对于铜器的底子较好，且有一定硬度，但被锈色包住器物表面的现状，可使用此法。具体操作是：用70%醋酸水溶液（蒸馏水）浸泡铜器，用软尼龙刷刷洗去锈。
（2）酸梅糊去锈
    其操作方法是：将锈蚀的青铜器先用稀醋酸溶液浸没除去油泥，然后再涂一层乙酸，糊上酸梅糊进行去锈。酸梅糊由酸梅500克、冰醋酸250克、硫酸铜100克组成，三者混合搅匀呈糊状。对于那些被水浸底或器底已翘的青铜器不宜使用此方法。
（3）红果糊（山里红）去锈
    以500克以上的生红果去籽，250克上等米醋，250克冰醋酸、100克硫酸铜一起放入砂锅中烧煮，至红果烂透，待凉后捣成泥状，搅拌匀即可，将其糊在器物上除锈。
上述两种果糊煮后可留住长期使用，用红果糊去锈时间较长，但其性柔不会伤青铜器。
（4）碳酸铵去锈
    其操作方法是：将碳酸铵砸碎后过箩，筛成粉状，放在瓷碗里，加蒸馏水调成糊状，然后用小竹片涂抹在铜器的锈处，最后用蒸馏水冲洗干净。此方法要小心谨慎，否则将会使铜器损坏。
（5）盐酸去锈
    其操作方法是：60%盐酸蒸馏水，多次浸泡并反复洗擦去锈，最后用蒸馏水冲洗干净。这种方法使用的前提，要求青铜器铜质强且机械性能好，如青铜器以糟朽，不宜使用此法。
（6）硝酸去锈
    其操作方法是：在瓷碗内配10%硝酸蒸馏水溶液，然后拿镊子夹棉球蘸药液，在铜器生锈处反复擦拭去锈，最后用蒸馏水冲洗干净。这种方法要求铜器质地坚硬，否则不宜使用。
    2、机械去锈法
    这种方法常用于已经暴露在青铜器表面的粉状锈。一般借助放大镜或显微镜观察，使用手术刀、钢针、錾子、锤子、凿子、雕刻刀和多功能笔等，对所需去除铜锈部位进行仔细清理。还可以利用超声波震动法去除青铜器上的有害锈，其最大的优点是去除粉状锈较彻底干净，而且不损及其它铜锈。又有一种小型研磨去锈笔，其笔尖可更换不同型号的小砂轮，笔头连接有蒸馏水喷管，在砂轮转动去锈时，可不断喷出蒸馏水，防止锈尘吸入人体造成危害。还有一种超声波洗涤器，放入青铜器并加入70%乙醇蒸馏水溶液，利用超声波震动洗涤去锈。机械方法不能根除有害锈，一般联合化学试剂共同去锈，使两者相互补充，达到理想效果。
    3、化学去锈法
    使用化学药物配制的除锈液，清除青铜器上的腐蚀物。
    下面列举的是常见的除锈液。
（1）柠檬酸溶液
    柠檬酸属有机弱酸，为无色晶体，易溶于水、乙醇和乙醚。5%浓度的柠檬酸蒸馏水溶液浸泡，能相当缓慢的溶解氧化铜，对金属作用甚小，并能防止在浸泡洗刷过程中铜器受到损害。
（2）倍半碳酸钠溶液
    用倍半碳酸钠溶液浸泡腐蚀青铜器，置换腐蚀层中氯化物除锈。该方法的机理是用此溶液浸泡青铜器时，有害锈氯化亚铜逐渐转换为稳定的碳酸铜。具体操作方法是：将碳酸钠与碳酸氢钠等摩尔数混合后，溶解于蒸馏水中，配制成5%～10%的系列溶液，较常用的为5%的溶液，配制时碳酸钠所含结晶水应考虑在内。在擦洗过程中，青铜器上的氯离子会被转换出来并转入浸液中。此法虽然平稳，但费时较长，不过对于抢救有害锈严重的青铜器是一种较好的方法。
（3）六偏磷酸钠溶液
    用六偏磷酸钠溶液除去青铜器表面的钙质沉积物，一般用5%六偏磷酸钠溶液浸泡，但速度很慢。对于钙质沉积物很厚的器物，用15%六偏磷酸钠溶液浸泡，并对浸泡液进行加热，既能增快清除的速度。
（4）稀硫酸水溶液
    用稀硫酸水溶液可去除鎏金铜器外表的铜锈，具体操作方法是：用镊子夹棉球蘸取5%～10%的稀硫酸，在铜锈处涂敷，即有气泡产生，每次涂敷面积不能超过2cm2范围，清除完一块，再清除一块，待不冒气泡时，用竹刀施加适当的力量使酥软的铜锈脱落，清除完铜锈后，用饱和的碳酸钠溶液中和，最后用蒸馏水煮沸并冲洗数次。
（5）电化学方法
    青铜器的腐蚀是一种电化学反应，因此可以利用电化学的方法使其还原。有时器物不能或没有必要采取进行全面去锈时，只需做些局部处理就可以了。用电化学还原法进行局部去锈时，只需对青铜器做些局部处理就可以了。用电化学还原法进行局部去锈时，电解质溶液可为10%氢氧化钠溶液，还原金属则用锌粉或铝粉。具体操作方法是：先把锌粉或铝粉与电解质溶液调成糊状，立即将糊浆敷于铜器上要除铜锈的部位，待反应结束后，立即用棉花抹去，接着用蒸馏水反复冲擦干净，去除残余药剂。如果操作一次尚未达到除锈的目的，可再反复处理几次。
（6）氧化银局部封闭法
    当青铜器有害锈尚未蔓延开来，仅有一些小斑时，可用氧化银封闭处理。具体处理方法是：先用细钢针或解剖刀将铜锈斑剔除掉，特别要把灰白色蜡状物有害锈清除干净，直至看到漏出新鲜的青铜色为止。清除范围可比锈斑范围稍大些，用丙酮溶液将洞口擦洗干净，待干燥后把氧化银和乙醇调成糊状，将其塞入已清理过的孔洞中，置于洁净潮湿的环境里放上24小时。氧化银在潮湿的条件下，遇氯化物会形成氯化银的棕褐色薄膜，把含有氯化亚铜的病区封闭起来。为了使氧化银能够形成完整的角银薄膜，必须使它与氯化亚铜充分接触。
（7）苯骈三唑氮（BTA）
    苯骈三唑氮（BTA）是一种普遍采用的金属缓蚀剂，它属于杂环化合物，呈白色或奶白色的粉末结晶，能溶于乙醇等有机溶剂，它可与铜和铜合金形成不溶于水和许多有机溶剂的透明盖膜，而对青铜器起到保护作用。锈蚀的青铜器经苯骈三唑氮保护处理后，可防止氧化物、卤素化合物和其它腐蚀性气体的侵袭，“青铜病”即被抑制而稳定下来。具体操作方法是：处理小件青铜器，可在减压装置中用3%浓度的苯骈三唑氮乙醇溶液减压渗注，使苯骈三唑氮更深入到锈层内部。处理一些锈蚀严重的青铜器时，可用30%浓度的苯骈三唑氮乙醇溶液，在60℃情况下减压渗透。如果是太大件的青铜器不能减压渗透的，可用浓度稍小的苯骈三唑氮溶液多次涂刷在铜器表面。处理后的青铜器，为了不让药物挥发过快（让铜器处于药物蒸汽中），可在器物上涂刷3%的聚乙烯醇缩丁醛乙醇溶液，使其在器物表面形成封护膜，从而达到良好效果。经处理后的青铜器，基本上可以保持原有风貌。
（8）Paraloid B-72封护
    Paraloid B-72是一种更为先进的金属缓蚀剂，它是丙烯酸酯类化合物，本身透明性极好，对文物没有损害。采用Paraloid B-72封护青铜器，操作简单方便而且它能克服苯骈三唑氮作为金属封护剂时产生的容易生化、老化和化白现象。目前，国际上已开始普遍使用这种金属缓蚀材料。

    三、青铜器的修复
    青铜器修复有很久的历史，北宋至晚清，不少青铜器是经过修复技术加工的。青铜器的修复，其目的在于使破碎或变形的铜器通过整形、焊接（或粘接）、修补恢复其原貌，以便于科学研究和展览陈列。对于重要青铜器，在修复之前应采样进行金相分析和成分分析并存档。
    1、变形铜器的整修方法
    出土的古代青铜器被不同的土质长期侵蚀，又因墓穴的坍塌、地层的变化挤压撞击和人为破坏等，使得铜器产生不同程度的变形。在整体修复之前，先要了解铜器的原始情况，如铸造年代、合金成分、器物造型、质地好坏、碎块机械强度以及残缺的具体位置等，针对不同情况采用不同的整形方法。
（1）模压法
    青铜器大多是铜锡合金，无论是铸造或是打制的铜器，多少都有些弹性。对于质地好、铜胎薄、韧性强、腐蚀轻的铜器，可采用模压法。用锡制成模具，共分两块，一块是内模，一块是外模，合起为一套。把变形的铜片按照合适弧度置于模具之间，与模具形状相对，然后将模具夹在大台钳口内或液压机上施压，注意动作要小心缓慢。第一次的压力可使变形的铜片大约恢复1/3，停一段时间，去掉压力，然后检查所恢复的变形是否正确；第二次加压时，需时紧时松，直至铜器变形部位恢复原形。模压后会稍有小的变形，可用锤打方法来解决。
（2）锤打法
    这对韧性强的铜器进行矫形有良好的效果。如果铜器弧度向外扩张，可在变形部位先垫一个凹的铜砧子，再用铅锤从内壁轻轻锤打，使弧度逐渐向里收缩。也可用半球体的铜砧子，垫在铜器弧壁内侧上，从外面轻轻捶击，使变形部分慢慢向外扩张而得以矫正。
（3）锯解法
    对于质地较差、弹性较差、铜胎厚、损伤或腐蚀严重的铜器，可采用加温矫形、锯解分割拼接法。如圆形或椭圆形的鼎，先根据鼎口周长，求出变形前的口径，依此在变形的口上设计锯缝。锯缝一般选在器壁受压变形的那些断口上，不要选在有铭文及纹饰的部位，尤以最短锯缝为好。根据经验，应从铜器内壁用钢锯锯开一条缝，锯缝深度约为铜器厚度的2/3，余下的1/3用台钳夹开，锯下的各块先作矫形然后再拼接。也可自制一些矫形机使用。
    2、青铜器的拼接方法
    青铜器残片的拼接方法有焊接、销钉和粘接，要拼接的铜片如果要去锈，进行化学保护，应在拼接开始之前进行。
（1）焊接法
    破碎青铜器的传统修复方法，多采用锡焊法，是将碎块与碎块之间加热，用锡作为粘接剂，使其修复完整的一种做法，焊接前，首先对铜器做细致的观察和了解，掌握铜器有无铭文、纹饰、嵌饰以及锈层下是否有铭文等。焊口一般选在铜器内壁，使外表纹饰完整保存。如果器形特别，但又不得以在正面焊接，焊口必须在无纹饰处。有时为增加整体牢固强度，可采用间断点焊或两面焊口，大件铜器则采用连续焊口。此法对青铜器破坏较大，建议尽量少用。
（2）销钉法
    对于器形较大的铜器，比如青铜鼎，由于口边宽厚、器形沉重，用胶粘接获焊接强度不够，可在口边上另加销钉。
（3）钻接和粘接法
    有些特殊的铜器表面上有纹饰或彩绘，不允许大面积焊接，这时可采用钻接和粘接法。钻接一般是对剑、刀、戈、钺等兵器之类的器物使用，因其形体多数扁平窄长，采用钻接方法，能增强器物的机械强度和拉力。具体操作步骤是：先将器物裂口处的铜锈处理干净，接着在裂口两侧钻若干小孔，用丙酮清理碴口，而后灌抹环氧树脂，内加扒钉固定，对准接口压拢断缝，待固化。粘接，指的是用环氧树脂胶（或其它粘接剂）将残片粘接起来。钻接法和粘接法总是连起来共同使用，起到更加牢固的作用。钻接和粘接法对那些已经断裂，但还未完全脱离的铜器更适用，他们能将那些腐蚀较严重的，铜胎质薄的残片，进行修复时又无法焊接的器件有效的连接起来。
（4）补配法
    补配是青铜器修复工艺中的一种重要方法。铜器上常有小面积的残缺形成空洞，需及时修补，以加强连接强度。采用铸型补配或补锡方法，即在器物相应完整部位翻取一套模型，干后将模型预热，用铅锡合金熔液浇铸出所需刻嵌配件，而铅锡比例可按照一定标准灵活掌握，然后将配件准确焊补到器物残缺的部位上，接口处按原貌修整好。
同时还可用高分子材料补配，以环氧树脂胶为例，它操作方便、性质坚硬、粘接力强、抗老化性能好，它可用石膏、油泥和硅橡胶等材料作模具，复制补件灌注时，不需将模具加热，只需涂上隔离剂即可，既简单又方便。在用环氧树脂补做大配件时，需加入金属粉或滑石粉等作填充材料，必要时加铺玻璃纤维布，以增强其韧性。待环氧树脂胶在模中固化后，脱模取出，修整形状，然后先把铜器残缺断面全部锉出新口，用环氧树脂作为粘接剂补配。对于青铜器上面的洞口，可用环氧树脂胶调铜粉直接粘补上，最后锈色做旧。
    3、青铜器做旧
    经过整形、补配缺块、錾刻花纹、焊接等修复工序，残破的铜器基本恢复原形，但要恢复其古朴风格，还需对焊道和补配部件进行作旧处理，即用人工方法，将一些化学粘剂和各种颜料调成漆料，涂抹在补配和粘接的部位，使它们产生腐蚀生锈的古朴效果。