铜镜的常见缺陷缺损及其修补技术

萨满

铜镜的常见缺陷缺损及其修补技术

一、铸造性缺陷及其部分修补措施
   　(一)气泡和砂眼
   　这是铜镜的常见缺陷。气泡常呈圆形、椭圆形，孔壁光滑，常出现于铸件透气性不佳处的附近；一般较小，径约1.0-2.0毫米。多存在于镜子表层之下，成为隐形缺陷；也有的裸露于表层上，向外开口，成为现形缺陷。砂眼是铸件表面或内部充塞型砂的孔洞，孔壁不甚光滑，外形未必十分规整。为了消除裸露于外的气泡和砂眼对映照效果的影响，人们采用了向其中填入部分软质合金等措施。
   　如湖北鄂州东汉四神镜E3，在镜缘正、背两面各有一个臼形孔洞，较大且相距较近。其中背缘一侧的孔洞直径达6毫米，深及3毫米，孔中填满了与铜镜基体不同的合金，其色褐黑，无金属光泽，其性松脆，用小刀轻轻一刮便往下掉碎块。从断面的研磨口上看，补块与铜镜本体金属间有一鲜明的界线。我们初步判断，此孔洞很可能是气泡。经分析，补块成份为:铜36.853%，锡56.64%、铅4.987%、硅1.517%。可见这一种锡基合金。铜镜本体成份为:铜68.16%、锡24.41%、铅6.46%、锌0.015%。
   　鄂州东汉六朝变形柿蒂镜E5、柿蒂镜E11、直列重铭神兽镜E14、神兽镜E26等的表面都存在这类孔洞；不过，如试样E3这样大的孔洞是十分罕见的，我们分析了100多枚古镜，迄今仅此一例。缺陷内的填充物各有不同，试样E11的补块也是一种锡基合金，成份与试样E3的相差不大，为铜40.097%、锡46.107%、铅12.525%、硅1.263%；其镜体成份为:铜72.4%、锡20.4%、铅5.3%、锌0.012%。试样E5的补块属于铜基合金，成份为:铜86.915%、锡9.738%、铅1.162%、锌0.213%、硅0.893%；其镜体成份为:铜69.7%、锡23.7%、铅5.3%、锌0.009%。
   　可见孔洞填充物的成份与铜镜基体相差较大，其与铅锡焊料的成份也不相同。其成份控制虽不是十分严格，但其性皆柔，可知其并不是随意配制的。
   　清郑复光《镜镜詅痴》卷五“作透光镜”条曾谈到过砂眼、气泡类缺陷，其云:“余每见旧镜，虽无纤翳，而灯光照之，倒景在地，有若星点若水泡者，偶问之镜工，工曰:‘此镜病也，范铸初成，铜质不精，往往有砂眼钉，以紫铜磨治后，不见钉痕，惟镜光反映他处，钉痕必见’。”这里主要说到了三个问题 1)古镜中“往往有砂眼”。(2)这种砂眼在通常使用过程中是难以发现的，唯在反射光中才能显示出来。(3)砂眼是在铸造过程中形成的，可用紫铜填平。郑氏所云与我们看到的情况基本相符。不同之处是 1)今日看到的古镜表层多已氧化，即许在反射光中，那些气泡和砂眼也不易发现，只有铜镜破碎后才能暴露出来。(2)郑氏所云填充物是紫铜，上述古镜则各有区别。当然，紫铜也是一种软质金属。
   　日本《御镜仕用之控书》也谈到过砂眼类缺陷，其填补合金习谓之“白玉”、“铜赤玉”等名。
   　(二)发气残痕
   　这实际上也是一种气泡，一般气泡是金属析气造成的，多存在于金属表层之下，且呈圆形；“发气残痕”则是由于铸型析气所致，多停留于器件表面，往往无气泡的圆状，其状若皮肤烫伤、从实物考察情况看，古镜一般皆侧立浇铸，“发气残痕”便经常出现在铸件上部，有时见于鼻孔处。这种缺陷一般不作机械性修补，但也有一些例外。
   　我们考察过1枚山东临淄出土的汉内向连弧纹镜LL3，镜缘厚3.8毫米，肉厚1.7毫米，缘部的正、背两面均为绿锈覆盖；缘部正背两面的绿锈下均有一层红铜质补块，形状不十分规则。正面一侧的大于1.25×1.5厘米，背面一侧的稍小，厚度均约0.3-0.5毫米。正表面补块成份为:铜92.602%、锡5.466%、铅1.930%。因其表面皆已锈蚀，故对补块处的图纹难以细辨。陕西武功出土的汉未央镜Sh9等上也看到过类似的现象。很可能它们都是修补发气残痕的补块。
   　(三)组织疏松
   　这是因晶间收缩造成的；在金属液最后凝固的部位，晶轴间的微小区域往往因互相阻隔，使金属液互相得不到补缩而形成了一个一个的小孔。这无数小孔便构成了组织疏松。它存在于所有铜镜中，一般存在于表层之下，有时分布在镜的中心，有时在镜的外缘区，很难捕捉到它的分布规律。为避免和减少它对映照效果的不良影响，古人铸造过程中取采了一系列技术措施；关于这些措施的具体内容，因其涉及面较广，恕不多言；对古镜进行大量观察后，自然会发现的。
   　(四)夹杂
   　铸件中的夹杂通常有三个来源:一是炉料，二是炉壁，三是熔铸过程中产生的金属氧化物。明冯梦祯《快雪堂漫录》云:“凡铸镜，炼铜最难。”其“难”处主要有三:一是排气难，二是脱氧难，三是排除夹杂难。一般铸件要把氢完全排尽、把氧完全脱去，把夹杂排除干净，那是十分困难的。夹杂或存在于金属体内，或裸露于镜体表面，多呈不规则的卷曲细小条块状。从实物考察可知，夹杂在古镜中是经常可见的。
   　二、清理加工性残痕
   　铜镜脱模后，先要清理掉浇口和冒口，之后再经刮削、研磨等机械加工，使之致“平”致光。刮削应属于粗加工范围，研磨则属细加工。唐张桑《千秋镜赋》云:“夫考工垂典，匠人有作，或铸或熔，是磨是削。”清郑复光《镜镜詅痴》卷一说:铜镜“铸成后必须刮磨”。便都说到了这两个工艺程序。由于古代技术条件的限制，刮削研磨过程中都会在镜面上留下各种各样的道痕；这道痕虽然不是铜镜本身的缺陷，也无需使用上述诸种软质合金填充，但必须进行适当的表面处理，否则是会影响到映照效果的。这一点下面再谈。
   　我们在考察战国西汉镜实物时，经常看到部分镜的背面存在一些切削加工道纹。如鄂州出土的西汉卷叶纹镜E1，低卷缘，缘高0.65厘米，肉厚0.2厘米，正背两面乌黑发亮。缘区，以及低卷缘上，都分布着麻麻密密、清晰均称的加工道纹，它们大体处在一个同心圆上。湖南出土的西汉四乳镜C3的背部也有类似现象。这种十分均称的道纹的产生原因不外乎两条途径，一是金属切削加工时留下的，二也不排除泥范加工所致的可能性。但不管怎样，这种道纹出现在镜面上，对于映照来说，都是不利的。
   　三、使用性缺损及部分修补措施
   　汉唐之镜含锡量较高，质地硬脆，使用过程中摔破之事并不鲜见；破碎厉害时便无复再用；如若不是十分厉害，古人便设法对其进行修补或改造。从我们接触到的资料看，古人对破损镜的修补改造之法有二 1)是重新焊合粘合。(2)是大镜改小镜。
   　(一)焊合粘合
   　从文献记载和有关实物推测，古镜焊合粘合之法可有三种类型:一是金属焊接法；二是浇铸固连法；三是有机质粘合法。如此处理完毕，再进行适当的表面处理，破裂了的镜就会重新团圆起来。我国古代关于破镜重圆的故事大约就是在这类工艺的基础上产生出来的。
   　(1)金属焊接法。其中又包括低温焊接和高温焊接两种操作。
   　低温焊接法。即是汞齐法，它是用汞把铅锡两种金属一起制成汞齐，再以之作为焊料的。焊合操作可在常温下进行，是一种低温焊接。此法可能发明较早，有关记载却是到了明代才看到的。明方以智《物理小识》卷七在谈到了铁器的锻焊、有色金属的软钎焊和硬钎焊之后说:“水银、铅、锡三合亦成焊药。”此“三合”之物即是铅锡汞齐。清郑复光《镜镜詅痴》卷四:“作照景镜”条说得更为明白:“锡大焊方，先用锡化大著松香，屡捞搅之，以去其灰。再逼出净锡，离火稍停，再参水银，自不飞。汞视锡六而一，不可过多，锡内水银过多则易碎。”此用锡化大著松香的目的是“以去其灰”，即去除金属锡表面的氧化物。故此松香实是一种造渣剂。这种汞齐法在我国古代整个焊工艺中使用不多，故郑复光说“诸方中有不用水银者”。
   　高温焊接法。即通常说的软钎焊和硬钎焊。我国古代软钎焊至迟发明于春秋早期①，大约战国时代，又发明了硬钎焊；唐代之后，有关记载便逐渐增加起来。明《本草纲目》卷十一“金石.硇砂.气味”条引唐苏恭云:硇砂“柔金银，可为焊药”。明宋应星《天上开物》卷十“锤锻.治铜”条云:“用锡末者为小焊，用响铜末者为大焊。”
   　使用金属焊接法的实例在中国历史博物馆藏品及一些民间收藏家手中都可看到，有的镜子背面可清楚地看到一条焊接过的破裂纹，并见有少许金属焊料残留在焊缝处。可以肯定，它是使用上述高温法或者低温法焊接的。
   　另外，还有一些古镜的破裂纹粘补得十分的精细，焊口异常光洁，不见丝毫焊料，两个残片对合得十分严密，不仅正面不见纤毫裂纹残迹，即使背面，也要好生分辨才能发现。我们推测，这种裂纹不应是高温法，而是低温法焊接的。因操作上的需要，高温焊接法的焊缝处往往残有部分焊料，其焊缝清晰可见；低温焊接法因在常温下进行，焊料可以用得较少；如若使用银汞齐，其焊接强度是较高的。当然，有机质粘合也在低温下进行，但有机质很容易氧化和分解，决不能历经千百年依然如此牢固严密。
   　(2)浇铸固连法。操作要点是:先在铜镜正面开凿两道或多道浅槽，并使每一浅槽跨越断口，分布在两个破片上；之后再向浅槽内浇铸铜液，冷凝后两个镜片便可形成一种固定连接。与此同时，断口上也最好进行相应的焊接或粘接。类似的浇铸固连法在部分古代青铜器上也可看到。
   　据报导，广东韶关市郊晋太元二年(377)墓曾出土一枚破裂了的半圆方枚神兽镜，其正表面一侧见有三个腰鼓形凹槽，其内浇有铜液②。虽然原报导甚为简单，但基本情况还是十分清楚的。依此我们推测，它应当是对破裂镜面的一种浇铸固连措施。与此相类的固连方式还广泛地使用在古今木器业中。1986年发掘的包山楚墓中，其二号墓便发现过使用铜质蚂蝗钉固连棺板的做法③。
   　(3)有机质粘合法。
   　湖北鄂州市出土过一枚半圆方枚神兽镜，试样编号E30，断代三国。一个断口上残留有一层极薄的褐黑色物质，不像是金属焊料；在镜子正面的断口处见有少许特殊表层脱落；在特殊表层之下，在金属镜体上暴露出了一层白绒绒的纤维状物，此物极薄，纤维极细，且紧密地与金属镜体粘合在一起。断口上的褐黑色物质因数量太少，难以刮下，未作科学分析，故对其化学成份和物质结构形态都难真切了解；我们推测，它很可能是一种天然的有机粘合剂，自然，它的粘合能力是不太强的，且很快就会变质。表面上白绒绒的纤维状物曾请轻工部造纸研究所作过鉴定，原定为稻草纤维，作者之一的何堂坤也曾接受过这一观点；但纸史界另一些学者认为是麻纤维，因从文献记载看，我国古代的稻草纤维纸应当是唐宋以后才出现的；到底是稻草纤维还是麻纤维，今暂存疑。但不管怎样，它是一种高级白色纤维纸是肯定了的。镜面断口附近粘贴纸片，一可强固两片残镜的接合，二也为外镀打下了良好的基础。
   　(二)大镜残片改小镜。即将摔破了的大镜片改制成一枚较小的镜子。类似的实物我们在安徽省博物馆藏品中曾见到多枚。如一枚改制“都省”铜坊镜，现有直径10.2厘米，肉厚1.1毫米，正面平直而无任何凸起；正、背两个表面皆色呈灰白色，正面稍亮；断口银白色。原镜的梗状外缘大部分已经打掉，今只残留1/4；原镜之钮也已削掉，残迹清晰可见。经复原，原镜之直径约近30厘米。今之镜背上只残留“都省”二字铭，原镜之铭文是不止此数的，其他文字均已不复存在。显然这是由残破了的大镜改制成的小镜，我们称之为“改制镜”。
   　四、缺陷和缺损处的表面处理
   　上面谈到了我国古代铜镜的几种常见缺陷、缺损，以及古人的部分补救措施。在这缺陷缺损中，组织疏松是由金属自身属性决定的，是不可避免的；既不能消除，也不能减少，只能使之移动位置；稍有疏忽，它便会一磨即现，虽细如针尖，却密密麻麻，乌乌蒙蒙。刮削、研磨道纹应可消除，但由于古代的刮削研磨条件较差，实际上它又是不可避免、不可以消除的。从传统工艺调查来看，一些小型工厂即许利用了现代机械加工手段，加工道纹依然是经常可见；古时更是这样。所以，组织疏松和刮磨道痕实际上普遍地存在于所有的镜中，正常生产之镜也不得例外。气泡、砂眼、发气残痕、夹杂也应当是可以避免的，但因受多种复杂工艺因素的影响，实际上也很难完全消除；夹杂和发气残痕在古镜表面上都经常可见。为了消除或减少这些缺陷和缺损对铜镜映照效果的影响，人们采取了许多补救措施，上述部分缺陷和缺损的修整处理仅仅是第一步，之后皆需进行一道表面镀锡。组织疏松、细小夹杂、轻微发气，一般不作上述第一步修整。
   　我们曾对一些带有气泡、砂眼、断裂遗痕的试样进行过许多观察和分析。结果发现，该处的表面颜色和光泽，与同一枚镜的其他部分基本上是一致的；其表面成份，则与颜色相当的同一枚镜，或不同的镜，都是基本一致的。如鄂州半圆方枚神兽镜E30，我们在试样断口附近的正面作过多处取样分析，其中一处的成份为:铜7.713%、锡51.857%、铅12.513%、铁5.571%、硅6.410、铝3.385%、磷2.414%、银4.493%(灰绿而泛白处)。另一处的成份为:铜12.906、锡61.164%、铅11.423%、铁6.149%、硅4.954%、硅2.133%，银1.268%。这两处成份大体一致，与一般的绿漆古镜表面皆属同一成份范围。鄂州直列重铭神兽镜E14各部的表面成份，不管补块部分还是非补块部分，都基本一致。其正表面成份为:铜13.39%、锡69.98%、铅6.284%、铁0.603%、硅5.681%、铝2.521%、银1.536%。这表明，缺陷处的表面处理工艺，与铜镜正常部位的表面处理工艺基本一致，都是使用粉涂锡汞齐的方式来实现表面镀锡的。一旦外镀，所有缺陷、缺损，所有不光洁的、粗糙的表面，都将被洁白光净的镀锡层掩盖，整个镜面便光洁如一起来。《淮南子·修务训》云:“明镜之始下型，朦然未见形容，及其粉以玄锡，摩以白旃，鬓眉微毫可得而察。”玄，即黑，玄锡即黑锡，即是以汞处理过了的、颜色灰黑之“锡”，也即是锡汞齐④。这段文字是对铜镜表面处理工艺最为确切而简明的写照。对四神镜E3、直铭重列神兽镜E14等而言，其缺陷修补步骤是1)用软质合金填充气孔和砂眼；(2)表面镀锡并打光。对半圆方枚神兽镜E30言，其修补工艺程序当是1)清理破镜的断口和镜面。(2)用某粘结剂将破镜粘合，并在镜面一侧的断裂处粘上一层强度较高的白纸。(3)整个镜面均匀镀锡。最后，破镜重圆。
   　五、结语
   　由于多方面原因，大多数镜都存在一些缺陷或缺损，所以，所有的镜都必须进行外镀，以保证其具有良好的映照效果。如组织疏松，稍有疏忽，就会造成较大的影响，稍加研磨，便会暴露出来，如若不作外镀，镜面上就会一片明亮，一片昏暗，呈现一种极不均匀的状态。那些刮削、研磨道纹，横一道竖一道，那些夹杂，斑斑点点，若不外镀，无疑都会影响到映照效果。那些气泡、砂眼和较大的发气残痕，人们虽可用锡铜合金填充，用紫铜修治，修镜面上无论如何也会留下块块斑痕的；若不外镀，非但映照效果不佳，也会令人不快的。那些粘结、焊接起来了的破镜，断痕横贯，没有同一的反射面，若不外镀，非但不雅观，也不能使破镜重圆。镜铭云:“玉匣聊开镜，轻灰暂拭尘；光如一片水，影照两边人。”“湛若止水，皎如秋月。清辉内容，菱华外发。”多么清新秀美的文字，若无光洁均称的境面，没有清晰的影像，古人决无此等诗兴。
   　我们以为，我国古镜表面处理的基本工艺是采用粉涂锡汞齐的方式来实现表面镀锡，这应当是毫无疑问的，不管宋后之镜，还是战国汉唐之镜，都是一样的，无一能够例外；除我们过去列举的大量考古资料、科学分析资料，以及本文列举的铜镜缺陷修补资料外，还有一些十分明确的文献记载，皆可作为佐证。明冯梦祯《快雪堂漫录》中有一段记述铜镜铸造工艺的文字，其在谈到了镜铜合金的熔炼工艺后说:“待铜极清，加碗锡。每红铜一斤，加锡五两；白铜一斤加六两五线。……铸成后开镜。药:好锡一钱六分，好水银一钱；先熔锡，次投水银。”此“碗锡”即锌。白铜，其意未详。药，即汞齐，用作开镜。依冯氏所云，红铜一斤加锡五两，假若烧损均衡的话，铜镜含锡量便是23.81%，这恰处于战国汉唐镜成份范围。冯氏又说这种镜铸成后要用汞齐开镜，这是战国汉唐类高锡青铜镜需用汞齐开镜的明证。这记载是最明白不过的。实际上，冯梦祯在《快雪堂漫录》中所云:“凡铸镜，炼铜最难”，也是指高锡青铜镜；宋后之镜使用高铅、低锡青铜，熔炼操作一般较之为易，与“最难”二字不太符。这段记载是了解我国古代铜镜铸造工艺十分重要的资料。
   　外镀在我国古代铜镜技术发展过程中具有十分重要的意义，它不但是铜镜获得良好映照效果的基本技术手段，也是我国古代铜镜得以充分发展的一个技术关键。我国古代铜镜技术约发明于齐家文化时期，但直到战国中晚期才兴起，从技术上看，其中一个十分重要的原因便是长时期未曾找到表面镀锡这一简便的表面处理工艺，一但找到，它才飞速发展起来。