馬海燕
(鄂爾多斯博物館,內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000)
青銅器往往都是在埋藏于地下數(shù)百年,甚至數(shù)千年后,才被人們開(kāi)采出土,因此,在一定程度上都會(huì)存在腐蝕或損壞,在所有腐蝕中,危害最大的便是青銅病,青銅器一旦遭到青銅病的感染,就很難對(duì)其蔓延和發(fā)展進(jìn)行控制,輕則造成重要?dú)v史考古信息被破壞,例如青銅器表面的圖案或者銘文遭到腐蝕等,從而嚴(yán)重?fù)p害文物的價(jià)值,重則導(dǎo)致青銅文物潰爛穿孔。所以,青銅器文物的腐蝕及其養(yǎng)護(hù)成為當(dāng)前一個(gè)重要的問(wèn)題。
鄂爾多斯地區(qū)指的是黃河中斷,陰山之南,它是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的地理單位,是天然形成的。鄂爾多斯青銅文化在鄂爾多斯文化史上扮演者重要的角色,它以鄂爾多斯為中心向中國(guó)北方乃至歐洲廣泛流布。鄂爾多斯式青銅器有工具、兵器、車馬具和生活用具等,有著較高的制作工藝與表現(xiàn)手法,其藝術(shù)水平頗為人贊。鄂爾多斯青銅器結(jié)合了鄂爾多斯動(dòng)物紋,從而成為了鄂爾多斯文化史上的一大奇觀。
鄂爾多斯青銅文化發(fā)源于鄂爾多斯高原,不僅流布相當(dāng)廣泛,而且在其發(fā)展過(guò)程中,與周圍的中原文化、東北地區(qū)的夏家店上層文化、西伯利亞卡索拉文化、塔加爾文化等有著較為密切的關(guān)系,既有對(duì)周圍諸文化的吸收,也有對(duì)周圍諸文化的影響。
由此看來(lái),鄂爾多斯青銅文化對(duì)我國(guó)歷史考古有著重要的價(jià)值,保護(hù)青銅文化也具有十分重要的意義。
青銅的主要成分是鉛、銅和錫,同時(shí)也含有少量硅、鐵、鋅、鎳、錳和磷等,它是一種合金。在我國(guó)青銅器時(shí)代,所制造出來(lái)的青銅器其主要成分為錫和鉛。從熱力學(xué)的角度來(lái)考慮,青銅器的這種高能位金屬態(tài)組成成分,最終必將轉(zhuǎn)化成為低能位的化合物態(tài)礦石,因此,從這個(gè)角度上看,青銅器的腐蝕其實(shí)是不可避免的。
在低溫低濕并且沒(méi)有紫外線照射等相對(duì)適宜的條件下,青銅器銹蝕層處在比較穩(wěn)定的狀態(tài),如果環(huán)境有所改變,尤其是受溫度和濕度的影響,極易產(chǎn)生青銅粉狀銹,就此我們對(duì)不同地區(qū)的大氣對(duì)青銅器的腐蝕進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)青銅器遭腐蝕的一個(gè)重要原因就是外界環(huán)境的改變和影響。所以,青銅器腐蝕的最主要原因就是環(huán)境的改變,出土前氧氣成分缺少到出土后氧氣成分富足。
受到外界環(huán)境的影響,青銅器很可能出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象。這些外界環(huán)境主要包括細(xì)菌水分以及土壤酸堿度,還有大氣中一氧化碳和臭氧的影響,以及工業(yè)區(qū)有害氣體如硫化氫、近海鹽霧的影響。另外,一些青銅器的本身集體組成也會(huì)引起腐蝕,大部分青銅器是銅、錫、鉛的合金,使每一微區(qū)內(nèi)的電位各不相同,最終形成多組微電池,如果環(huán)境中富含氯離子或變?yōu)槌睗駮r(shí),就會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的腐蝕。所以,即便青銅器所產(chǎn)年代有時(shí)候是一樣的,但由于不同地位環(huán)境有所差異以及青銅器本身的組成成分等,其也會(huì)遭受不同程度的腐蝕,這就增加了研究青銅器腐蝕的難度。
從青銅器遭受腐蝕的形態(tài)來(lái)對(duì)青銅器腐蝕進(jìn)行劃分,可以將其劃分為兩種,一種是全面腐蝕,另外一種則是小孔腐蝕。
主要是指腐蝕在青銅器金屬表面皆有發(fā)生,而且其腐蝕的分布一般不存在規(guī)律性,腐蝕的類型通常都是微電池腐蝕。當(dāng)青銅器有腐蝕發(fā)生時(shí),氧化亞銅(Cu2O)為最先出現(xiàn)的腐蝕產(chǎn)物,其反應(yīng)機(jī)理如下:陰極:2H2O+O2+4e→ 4OH-;陽(yáng)極:Cu→ Cu++e。
如果陰極和陽(yáng)極區(qū)域較近,銅離子就會(huì)與氫氧根離子發(fā)生反應(yīng),從而在青銅器表面生成氧化亞銅。其反應(yīng)方程式為:2Cu++2OH-→ Cu2O+H2O 。
小孔腐蝕指在青銅器表面上有腐蝕發(fā)生在其某一點(diǎn)上,并集中向器物深處延伸。青銅器一旦感染上青銅病,一般都會(huì)有腐蝕產(chǎn)物瘤出現(xiàn),器物上面堆積有硬質(zhì)的腐蝕產(chǎn)物堆,蝕孔表面會(huì)出現(xiàn)暗紅色的氧化亞銅,蝕孔的底部則會(huì)出現(xiàn)白色的氧化亞銅。小孔腐蝕的作用原理為:
如果青銅器表面的某一個(gè)部位的氯化亞銅層進(jìn)入大量的水和氧氣時(shí),就會(huì)與氯化亞銅發(fā)生反應(yīng),從而形成堿式氯化銅,其方程式為:4CuCI+4H2O+O2→ CuCl2·3Cu(OH)2+2HCI 。當(dāng)環(huán)境中的氯離子與銅接觸產(chǎn)生反應(yīng),就會(huì)有鹽酸和白色的氯化亞銅生成,氯化亞銅又與鹽酸反應(yīng)從而生成堿式氯化銅。因此,粉狀銹蝕出現(xiàn)在器物的表面,更加便于氧氣和水的伸進(jìn),從而導(dǎo)致銹蝕往深處擴(kuò)展,毀壞器物。
在對(duì)青銅器的銹層去除以前,應(yīng)首先準(zhǔn)確檢測(cè)青銅器上銹蝕物的成分,判斷其是否為有害銹,然后根據(jù)青銅器腐蝕狀態(tài)和器物本身組成成分來(lái)選擇處理方案。
1.物理除銹法
物理除銹法是對(duì)青銅器表面進(jìn)行處理的一種技術(shù),而無(wú)法去除青銅器深部的有害銹,且物理除銹法的工藝比較難以把握,很容易對(duì)器物本身造成損傷。
首先,有機(jī)械法。就是利用鑿子、刻刀和錘子等工具,細(xì)心剔除青銅器表面的粉狀銹,還有隱藏在青銅器里面的灰白色氯化亞銅,機(jī)械法不能對(duì)有害銹徹底去除。在除銹過(guò)程中,手要輕巧以免不慎造成刮痕。
其次是超聲波去銹法。它利用超聲波從而使一種單向力和空化作用產(chǎn)生,倘若被擊物體的尺寸相接近或相等于超聲波的波長(zhǎng),就會(huì)產(chǎn)生共振,依附于青銅器表面的銹蝕物就會(huì)被所產(chǎn)生的高壓力所震掉。
最后是激光除銹法。它是通過(guò)激光機(jī)發(fā)射出一道光束從而在一瞬間產(chǎn)生出能量,使青銅器的表面溫度升高,然后使其產(chǎn)生光熱效應(yīng),消除銹化物。目前激光除銹法還未成熟,在清除大面積粉狀銹時(shí)便不宜采用此方法。
2.化學(xué)除銹法
其主要是除銹液的配置,通過(guò)調(diào)劑化學(xué)試劑而成。利用除銹液與青銅器上的有害銹進(jìn)行接觸,就會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而去除青銅器有害銹的禍根,也就是氯化亞銅完全轉(zhuǎn)化為如堿式碳酸銅或氧化銅等不含氯離子的穩(wěn)定產(chǎn)物。這種方法費(fèi)時(shí)較長(zhǎng),反應(yīng)較為平和,另外化學(xué)藥品處理后文物很容易遭到損害,從而使青銅文物的外觀受到影響。
目前,石油化工和電力等領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用緩沖劑,文物工作者在對(duì)文物進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的過(guò)程中,也將這些領(lǐng)域的銅緩蝕劑借鑒應(yīng)用到了保護(hù)青銅文物方面,并對(duì)能夠抑制青銅器腐蝕的緩沖劑加以選擇和應(yīng)用,從而使青銅器在環(huán)境中或者介質(zhì)中的腐蝕有所減緩。
青銅器遭受腐蝕的原因除了受到外界環(huán)境因素的影響,還有其器物本身組成成分的原因。本人在對(duì)青銅器腐蝕的機(jī)理進(jìn)行研究和分析后,借鑒前輩的經(jīng)驗(yàn)和理論提出了相應(yīng)的物理方法或者化學(xué)方法來(lái)對(duì)其進(jìn)行保護(hù),同時(shí),還利用不同的緩蝕劑減緩青銅器的腐蝕,從而使青銅文物的壽命得以延長(zhǎng)。鄂爾多斯青銅文化作為文化史上的一大奇觀,它的科學(xué)價(jià)值、歷史價(jià)值、藝術(shù)價(jià)值有目共睹,所以對(duì)青銅器的養(yǎng)護(hù)也尤為重要和緊迫,希望有更多更好的養(yǎng)護(hù)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)青銅器壽命的延長(zhǎng),得以體現(xiàn)它的考古價(jià)值。
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