试论青铜镜除锈保护技术
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［摘要］由于内部结构、埋藏环境、出土环境的相互作用，考古发掘出土的青铜器会产生不同程度的腐蚀。本文以一件表面锈蚀严重并覆盖铭文的铜镜为例，通过铜镜锈蚀病害分析，选择氧化银封闭法对“粉状锈”进行转化并使用苯丙三氮唑缓蚀对其进行了有效的保护，保护效果良好。
［中图分类号］G264 ［文献标识码］A ［文章编号］1005-3115（2011）020-0110-02
青铜镜是古代的一种工艺美术品，其背面一般都铸造有精美的纹饰或文字，既体现了工艺制作水平又具有很高的艺术价值。中国铜镜的历史，从现有的考古资料大约可以上溯至4000年前的齐家文化时期，可算是古代各种金属器物使用时间最长、范围最广的器物之一。譬如人们常说的“破镜重圆”、“明镜高悬”等都浓缩着中国文化，?q?是我国古代文化遗产中的瑰宝，反映了当时的政治、经济、文学、艺术及风俗等，对铜镜的研究可以重现当时的社会状况。本文以一件表面锈蚀严重并覆盖铭文的铜镜为例，通过分析铜镜锈蚀病害，选择氧化银封闭法对“粉状锈”进行转化并使用苯丙三氮唑缓蚀对其进行保护。
一、铜镜基本信息
本件铜镜为圆形，直径6.8厘米，边缘厚度0.3厘米。由于铭文区被锈蚀覆盖，无法判定年代。正面磨光，背面中间是圆形钮、圆形钮座，外区为铭文区、素宽平缘，铭文区可见铭文，经考证为“日”、“光”，其余均被锈层覆盖，无法辨认。未锈蚀区域呈现光亮、黑色的金属质感（见图1）。铜镜镜面整体锈蚀严重，仅有两处可以显示金属色，左侧有一条长约2.5厘米的裂痕（见图2），其他部位保存比较良好。
二、铜镜病害调查、分析
（一）铜镜病害调查
铜镜背面右侧及宽缘部位分布有浅绿色锈蚀，其中背面右侧分布面积较大，锈层疏松并呈现粉末状，镜面整体散布灰绿色锈蚀以及蓝色疏松锈点，其余大面积均为红褐色锈蚀产物。针对上述情况采用钢针刺探法检测锈层的厚度，检测分析铜镜镜面锈层厚0.2～0.3毫米，铜镜背面锈层厚0.1～0.6毫米。之后分别对铜镜镜面浅绿锈层、红褐色锈层以及蓝色锈层用显微镜进行分析。浅绿色点状锈蚀呈现微孔式分布，锈蚀疏松。而浅绿色锈层锈蚀呈现连续的疏松泡状分布，为外界有害物质进入铜本体产生新的腐蚀提供了条件。
为了确定浅绿色锈蚀中是否含有氯离子，从铜镜浅绿色锈层处取少量锈蚀粉末，加入去离子水中，观察锈样中有部分溶解，向水中加入过量的双氧水和6摩尔硝酸，锈块全部溶解，再向试样中加入硝酸银试剂，加热后发现试液有大量乳白色沉淀产生，然后将沉淀用12%的碳酸铵溶液处理，沉淀溶解，再次加入溴化钾溶液，试剂又产生了浑浊沉淀。通过以上实验现象说明，铜镜表面浅绿色锈蚀中含有大量的氯离子，从而确定该件铜镜表面产生了大量浅绿色疏松粉末状的粉状锈，而是青铜器保护工作中必须除去的一类锈蚀产物。粉状锈先产生于器物小孔或缝隙中，由局部逐渐蔓延，腐蚀产物深入到铜体内部，器物体积膨胀，使铜器酥解，甚至造成器形严重改变和断裂，且该类锈蚀产物对青铜的腐蚀具有传染性，对铜镜的保存危害很大，必须采取适当的方法处理。
（二）铜镜锈蚀原因分析
铜镜的铸造工艺是将红铜和锡、或铅或锌，通过严格配比之后进行冶炼溶化，浇铸冷却后进行机械加工，最后在铜镜正面涂锡汞。由于铜和锡具有不同的收缩率，在铜镜的铸造过程中会形成较小的分布集中的收缩微孔，因此不易得到组织致密的铸件；另外，器物在冷却过程中内、外壁冷却速度不同，导致铸件内外成分不均匀，在铸件内部形成许多小孔洞。除此之外，铸造工艺本身也会产生小孔洞和裂纹等缺陷。上述形成的这些缝隙和小孔为铜镜的腐蚀提供了内在条件，如在表面吸附和毛细作用下，小孔和裂缝中更易于积聚水分，从而优先产生铜的电化学腐蚀。?r?
在潮湿环境中铜镜表面易形成水膜，使得氧气、二氧化碳、氯化物等物质溶于水膜中，使水膜成为电解质溶液，铜、锡等金属与电解质溶液作用界面间带有不同电荷，从而形成双层电层，构成微电池的不同电极，电位较低的金属失去电子而被腐蚀。?s?如果铜镜所处环境中有氯离子的存在，则会在铜镜表面形成层状结构腐蚀，最终生成粉状锈，这种腐蚀作用不断地进行，最终会使铜镜酥粉脆化。
三、铜镜除锈保护过程
（一）确定铜镜保护重点
针对腐蚀状况、锈蚀成分分析，该铜镜有害锈分布面积大，锈蚀程度严重，对于铜镜的长期保存有很大的威胁，因而确定铜镜的保护重点是去除浅绿色粉状锈并进行缓蚀处理，防止铜镜进一步腐蚀，同时除去铭文区锈蚀产物，还原铜镜的原始面貌，为研究器物的年代、纹饰特征等提供依据。
（二）铜镜的除尘去垢
铜镜表面由于锈蚀的存在非常疏松，从而吸附了大量的灰尘，灰尘颗粒中含有酸、碱、盐等物质，遇到潮湿空气会对铜镜产生新的腐蚀。因此铜镜除尘是先用软毛刷拂去铜镜上的灰尘，再用软毛刷蘸酒精软化铜镜表面结构比较疏松的土垢，对于质地坚硬的土质结垢软化后使用手术刀剔除，在剔除过程中避免划伤铜镜。
（三）有害锈的治理
根据铜镜表面粉状锈的局部分布情况，选择粉状锈治理效果比较好的氧化银保护法。?t?首先使用手术刀等工具剔除粉状锈以及产生粉状锈的病源――白色蜡状的氯化亚铜直到看到新鲜的铜本体，用丙酮将腐蚀区域擦干净，再将乙醇和精制氧化银调成糊状后滴入几滴甘油搅匀，仔细地填充在剔除部位，尽量使糊状氧化银均匀覆盖在剔除部位表面并牢固结合，充分反应24小时后，重复上述操作。糊状氧化银接触反应除去未剔除干净的氯化亚铜并形成角银从而达到阻止氯离子对铜镜的腐蚀。
（四）铭文区除锈
铜镜器型较小，采用手术刀剔除锈层，在除锈过程中，铭文区局部锈壳较硬，用脱脂棉蘸取浓度为1%的双氧水溶液对需要剔除锈壳的部位进行贴敷软化，一般贴敷半小时之后锈壳软化，再用手术刀剔除至露出铜本体。由于新鲜铜本体与铜镜表面色差较大，用20%的乙醇将锌粉调成糊状涂敷于该处，隔两小时用滴管向该部位滴加20%的乙醇溶液，使涂敷部位一直保持湿润状态，24～36小时后，用蒸馏水刷洗该部位。用锌粉处理过的部位铜色变为灰褐色，与铜镜色调比较接近。
（五）缓蚀
苯丙三氮唑是铜的优良缓蚀剂，也是国内外用来保护铜及铜合金常用的缓蚀剂，H・马德逊用苯丙三氮唑在防止古代青铜器变色并抑制铜的腐蚀方面取得了良好的效果。?u?苯丙三氮唑能在铜及铜的氧化物表面形成一种不溶于水的络合物，这种络合物在铜的表面会形成一层完整、透明而坚固的膜，可以隔断铜与各种腐蚀环境的接触，从而遏制铜的腐蚀。将除锈处理之后的铜镜浸在恒温60℃、浓度3%的苯丙三氮唑乙醇溶液中24小时，使苯丙三氮唑溶液充分浸渗入铜镜中。取出后用棉签蘸酒精清洗残留在铜镜表面的苯丙三氮唑，然后擦干器物。过几日后局部有腐蚀现象产生，重复上述操作，直至不出现新的腐蚀产生为止。 该方法缓蚀效果较好，对器物颜色几乎没有影响。
（六）封护
封护是在铜镜表面形成一层可逆的保护膜使其与环境中的氧气、水汽、二氧化碳、氯化物等有害物质隔开，起到防锈、隔潮等目的。本次封护材料使用2%的聚甲基丙烯酸甲酯溶液，用软毛刷涂刷封护，在铜镜表面形成了一层无色、透明、无眩光的保护膜（见图3、图4）。
四、结论
铜镜经过锈蚀病害调查分析、针对性的选用了合理可行的方法对铜镜镜面有害锈、铭文区锈蚀进行了除锈、缓蚀保护、封护，除锈后铜镜背面显示的铭文经考证为“见日之光，天下大明”，根据铭文推测该铜镜为汉镜，称之为日光镜。除锈保护不仅使铜镜得到了较为妥善的保护并充分展现了铜镜的历史艺术特征，保护效果较好。另外器物在环境中的老化是不可避免的，为了延缓器物的腐蚀该铜镜的保存环境应避光防尘，温度控制在15℃～20℃，相对湿度控制在50%以下，并且需要定期检查，一旦出现问题要及时处理。
［注释］
?q?王德峰：《铜镜中的历史和文化》，《国学》，2010年第12期，第78～79页。
?r?娄珀瑜、冉明、彭蜀晋：《古代青铜器的锈蚀与保护》，《化学教育》，2006年第5期。
?s?铁付德、陈卫、于鲁冀等：《古代青铜器的腐蚀及其控制研究》，《文物保护与考古科学》， 1997年第2期。
?t?王慧贞：《文物保护学》，文物出版社2009年版。
?u?王慧贞：《文物保护材料学》，西北大学出版社1995年版。