镏金青铜配饰表面锈蚀的清洗保护方法研究[精选].doc

镏金青铜配饰表面锈蚀的清洗保护方法研究 98级文物保护技术 崔亚平 摘要：本文采用扫描电镜，X射线分析仪等科学分析手段对青铜镏金配饰的断面结构,锈蚀成分以及包裹土进行了分析,并以此为依据,筛选出针对不同锈蚀的清洗剂(针对碱式碳酸铜的EDTA和针对氧化亚铜的半胱氨酸),并对其中半胱氨酸的最佳络合条件进行了试验选择，从而得出了一套针对薄片形镏金器物的清洗保护方法。试验证明，这种方法简单安全，切实可行，效率高。 关键词：镏金青铜配饰 碱式碳酸铜 氧化亚铜 EDTA 半胱氨酸 络合 糊敷 一、前言 此批镏金青铜配饰为考古征集所得，无确切出处，共十几件，都有残损，经初步推断，其产生年代应为汉。配饰有大小两种形制，呈平面柿蒂形，中心有半圆凸形铆钉，使得平面叶形中心有着凸圆显露的变化，十分美观，其钉部可在木质上固定，饰品可能用于装饰箱、柜、棺木等。此种柿蒂形纹饰起源于极早的寓言纹样，应用于建筑装饰中，有坚固结实的含义。在汉文化中“柿”与“事”谐音，即“事事如意”，因此柿蒂形纹饰频频出现在历代的装饰纹样中，流传极广。 造成器物病变的因素主要是环境因素和人为因素，对于该批镏金配饰而言，主要为环境因素，即埋藏土壤的影响。通过观察发现，这批镏金配饰的保存状况相对较好，虽然表面大部分为铜锈覆盖，但锈蚀较致密，非疏松的有害锈，且镏金层与胎体结合的十分紧密，裸露的镏金层依然光亮平整。该批配饰的主要材料为含Sn的青铜，次要材料为金。保护工作必须针对这两种不同的材质展开，又要统一于同一器物上，这就是镏金器物保护的特殊性。为此，本文对镏金配饰进行了取样分析，研究其锈蚀特点和机理，并进一步制定出了一套满足镏金器物特殊要求的除锈清洗和保存的方案。 二、锈蚀观察与分析 （一）锈蚀的观察 1、镏金青铜配饰的锈蚀概况 这批镏金青铜配饰的锈蚀情况相类似：配饰大部分为锈蚀物覆盖，外表有少许包裹土。正面按颜色和分布部位的不同，可区分为两种：中孔周围（原铆钉覆盖处）为蓝色致密铜锈，从锈蚀边缘推断，蓝色锈蚀下还应有一层暗红色锈；叶片表面为绿色锈蚀，有的露出下层暗红色锈层，也有叶片表面直接为暗红色锈层，绿色锈蚀零星覆盖。配饰背面为绿色锈蚀，有的露出下层暗红色锈层，露出面积多寡依个体而不同。值得一提的是有的配饰背面覆有织物，锈蚀从基底穿过织物使之完全呈现绿色锈蚀，网格纹十分清晰。 总之，无论是配饰的正面或是背面，都有一层致密的暗红色锈蚀层，其直接生长在镏金表面或胎表面，与之结合的非常牢固，硬度较高，机械法处理起来十分困难。 2、断面显微结构观察 在显微镜下观察样品的断面，有明显的分层结构。最上面为疏松的铜锈，其下为一亮色带，应为镏金层，镏金层上表面较为平坦，下表面则成波状起伏。镏金层与铜胎之间有一腐蚀带，可以看出在镏金层起伏较大的地方，腐蚀带也同时较大起伏，说明了在未镏金前，铜配饰就有铸造缺陷，虽然经过打磨仍凹凸不平，这些地方容易腐蚀，所以形成的腐蚀带较厚 。 (二)断面及锈蚀分析 （1）断面分析 将样品断面用扫描电镜作了逐层扫描分析，为了更加直观一些，本文将重量比数据和原子比数据转换成图形分析如下： 1.包裹土分析：从数据来看，除土壤的特征元素Si、K、Ca、Al等外，Cu的含量较高,应该是所搀杂的铜锈,其次有少量的Fe、S元素，属于典型的黄土地区干旱碱性环境下的土壤。 2.镏金表层锈蚀分析：锈蚀主要为铜锈,有少量土壤中的元素Si 、K、 Fe以及S。未发现其它诸如铅、锡等青铜器中常见元素。 3.镏金层分析：镏金层的金含量在80％，其次为20％的铜。在镏金工艺的最后一步“烤黄”的过程中，金汞齐中的汞挥发形成的空隙，还有胎体表面虽经打磨但未消除的坑洼，以及后来沿着微隙生长的锈蚀都使得金与铜就形成了一个互相交融的过渡带，过渡带上Cu与Au互相都有渗透，使得镏金层的金含量并非很纯。 4.铜胎分析：胎体的主要成分为Cu和Sn，为青铜中的锡青铜。据冶金文献记载：锡青铜中的Sn的含量在17％以下时，其可冷锻加工。样品中的Sn含量为4.56％，符合此条件，且配饰为薄片形，采用锻的技术比单纯铸造更易加工成形，所以其加工工艺可能为冷锻。 （2）锈蚀及包裹土的结构分析 本文对配饰中孔周围的蓝色锈蚀产物，叶片上的暗红色锈蚀产物以及绿色锈蚀产物作了X-衍射分析，结果见下表： 样品 编 号 成分 蓝色锈蚀 Lem1 蓝铜矿、赤铜矿 暗红色锈蚀 Lem2 赤铜矿 绿色锈蚀 Lem3 孔雀石 同时，也对包裹土作了X－衍射分析，结果如下:包裹土中的主要成分为二氧化硅，长石，氧化亚铜以及微量的金。 三、锈蚀机理 本文中的配饰属于中性或碱性非氯条件下青铜器的典型腐蚀，即首先生成一层致密的CuO2，接着随局部环境条件