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PAGEPAGE74《文物保护学概论》大纲(2012版)刘爽编著第二章金属文物保护技术日常生活经验告诉我们,在潮湿的空气中,有些金属制品很容易生锈,这不仅有碍观瞻,还影响它的性能和使用,这种现象就叫做金属腐蚀(Metalcorrosion)。也就是说,所谓的金属腐蚀,是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。金属的腐蚀现象是自然界中非常普遍发生的现象,了解金属腐蚀的原因和防止金属腐蚀的方法,对于金属文物的保护具有重要的意义。那么,金属为什么会被腐蚀呢?金属发生腐蚀反应的本质是什么呢?金属腐蚀的本质,是金属原子失去电子变成阳离子的过程,即发生了氧化还原反应。由于接触的介质不同,金属发生腐蚀的情况也不同,一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀金属跟接触到的物质(如氧气、氯气等)直接发生化学反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。这类反应比较简单,仅仅是金属跟氧化剂之间的氧化还原反应。例如,铁与氯气直接反应而腐蚀,等等。电化学腐蚀不纯的金属与电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学反应。钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀的最突出的例子。在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜,这层水膜里含有少量氢离子和氯离子,还溶解了氧气等气体,结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液,它和钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池(把化学能转化为电能的装置)。在这些原电池里,铁是负极,碳是正极。铁失去电子而被氧化:阳极:Fe→Fe2++2e阴极:O2+H2O+2e→2OH或2H++2e→H2(pH<4的土壤)电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面。就金属本性来说,金属越活泼,就越容易失去电子而被腐蚀。有些金属如铬、铝等,虽然比较活泼,但因表面可生成致密的氧化物薄膜,使金属钝化,防止金属进一步被氧化,从而保护了内层金属不再被腐蚀。如果金属中能导电的杂质不如该金属活泼,则容易形成原电池而使金属发生电化学腐蚀。介质对金属腐蚀的影响也很大,如果金属在潮湿的空气中,接触腐蚀性气体或电解质溶液,都容易被腐蚀。因此,要注意保持金属文物保存环境的洁净和干燥。金属的腐蚀现象可以用两个原则概括:最低能量原则金属与其腐蚀产物所构成的系统具有向最低能量状态——即最稳定状态转化的趋势。活泼金属牺牲原则两种金属在溶液中相遇,活泼金属失去电子被溶解,不活泼金属得电子处于金属状态。常见金属的活动顺序如下(依次减弱):铝—锌—铁—锡—铅—铜—银—金—铂金属文物防护的方法很多,例如可以采用涂膜或表面钝化等方法使金属与介质隔离,以防止腐蚀;还可以采用电化学保护法防止金属腐蚀等。青铜器的保护(ConservationofBronzeObjects)一、青铜病(bronzedisease):所谓的青铜病,就是青铜器在氯化物、氧气和水的作用下生成浅绿色粉状锈蚀物,形成可以重复进行的循环反应,最终导致器物穿孔、粉化并能够蔓延的腐蚀现象。粉状锈在形成初期,其颗粒度极为微小,略近于球形的锈体颗粒径大约为0.8—1.2nm,均匀一致。此微小的粒子有两个突出特点:基本可摆脱重力场的影响而随空气的流动迁移,在适当的条件下,落在其他铜器上可进行下述反应:2Cu2(OH)3Cl+Cu+6H+→2CuCl+3Cu++6H2O(酸性环境),4CuCl+O2+4H2O→2Cu2(OH)3Cl+2H++2Cl-(碱性或中性环境)这就是为什么称“青铜病”像瘟疫一样的传染和蔓延的原因。氯化物是导致青铜病产生的根本原因。食盐和盐酸是最常见的氯化物,广泛分布于自然界中的土壤、空气、水(海水、雨水、地下水)以及人的汗液中。在四川的一些地区,由于土壤中不含有氯化物,其出土的青铜器从未受到“青铜病”的侵扰潘路《青铜器保护简史与现存问题》,《文物科技研究(二)》6页潘路《青铜器保护简史与现存问题》,《文物科技研究(二)》6页图:青铜器层状锈的形成及断面结构示意图图:青铜器粉状锈形成示意图铜在氯离子的作用下形成的循环腐蚀的反应如下:铜+氯离子→氯化亚铜(灰白色蜡状、活性很强)氯化亚铜+水→氧化亚铜(红棕色)+盐酸氧化亚铜+二氧化碳+氧气+水→碱式碳酸铜(蓝、绿色)氧化亚铜+盐酸+氧气+水→碱式氯化铜(浅绿色粉状)氯化亚铜+氧气+水→碱式氯化铜+盐酸铜+氧气+盐酸→氯化亚铜+水图:青铜器上的锈蚀情况:从铜芯向上依次为氧化亚铜(红色)、氧化铜(黑色)、碱式碳酸铜(蓝、绿色),黑粗实线代表古青铜器的原始表面,通常位于黑色的氧化铜中,在碱式碳酸铜层也会有一部分存在。氯化亚铜可以横贯各个锈层,但常常大大量隐藏在锈层皮壳的最里面,怎样不破坏皮壳而完全去除氯化亚铜是保护工作的重心,也是难点。常用术语辨析:层状锈:青铜器表面的锈层通常呈蓝、绿、黑、红等层状分布,叫作层状锈。粉状锈(Powderyrust):疏松膨胀、浅绿色粉末状锈蚀物,主要由碱式氯化铜组成。无害锈:性质稳定,结构紧密坚硬,对器物能起到保护支撑的作用,如氧化铜、氧化亚铜、硫酸铜、碱式碳酸铜等。有害锈:性质不稳定,结构疏松,能吸水使腐蚀加剧。水锈:某些含锡量较高的青铜器,在其表面形成的光滑致密坚硬的氧化锡锈层,呈灰绿色,对青铜器本体起保护作用,是年代久远形成的珍贵的古斑。贵绿锈:青铜器在漫长的岁月中,缓慢均匀形成的蓝绿色碳酸铜锈蚀物,即美观,又有一定的保护作用,更是历史悠久的证据,是应该保存的古斑。绿漆古、黑漆古是古董商对出土青铜器表面一层黑亮或绿亮似漆特殊腐蚀层称谓,这类腐蚀层致密光滑泛蜡光,对青铜器有很好的保护作用。这种表层,大多出现在战国和汉、唐的铜镜之上,在春秋战国的兵器、先秦的卤、壶、尊等等器具以及战国和秦汉的铜印章等铜器上也偶尔有类似的现象出现。这类锈层美观、古朴,是年代久远的象征,深受人们的喜爱。其成因多认为与埋藏环境有关。在数千百年的岁月里,地下腐殖酸长期作用是青铜器表面形成绿漆古、黑漆古的主要原因。绿漆古、黑漆古的主要成分是锡的氧化物,也含有一定量的铜的氧化物,锡的氧化物呈结晶的状态于青铜器的表面形成致密的锈层。二、保护技术由于氯化物是导致青铜病产生的根本原因,所以青铜器保护工作中一个重要的环节就是去除氯离子,而且要坚决杜绝在操作过程中引入氯离子。·不要用手直接接触器物,因手上的汗液含有氯化钠(食盐),要戴手套;·不要用自来水清洗器物,因为自来水中的漂白粉是次氯酸,要用蒸馏水;·不能使用盐酸处理青铜器(包括铁器、银器),要使用弱酸。(稀盐酸可以用来处理铅器)保护的一般步骤:观察、记录、检测分析、确定保护方案→清洗→去锈→清洗干燥→缓蚀→潮湿箱检验→粘接或焊接→表面封护→表面作旧→保存在适宜环境中下面依次予以说明:观察、记录、检测分析、确定保护方案这是必不可少的前期工作。对文物表面进行详细的观察、记录,确定需要分析检测和局部照相的部位;对文物进行全面和局部的照相、录像、绘图;根据需要进行分析和检测,如:实体显微镜观察和分析文物表面锈蚀状况,是否有其他质地材料残留(如木纹、纺织品残痕等);金相显微镜分析文物的金相结构、组织(器物腐蚀的内在因素);X荧光分析仪(或X光能谱仪、原子发射光谱、原子吸收光谱、扫描电子显微镜等)分析器物及锈蚀成分;X光衍射分析仪分析锈蚀的结构;X光探伤仪检测器物铸造结构、锈蚀层下的铭文、花纹等;化学定性分析确定有害锈的部位通过锈蚀物的颜色和状态可以初步判定其是否为有害锈,对于浅绿色粉状锈要剔取下来一部分,用硝酸银法检测是否有氯离子存在:银离子+氯离子→氯化银(白色絮状沉淀)具体操作:取一点锈样,滴加1:1硝酸溶液,如很快全部溶解,可能为无害锈,如果锈样中含有氧化锡,生成白色粉状沉淀,与氯化银有显著差别,可滤去沉淀,取清液滴加5%硝酸银溶液,如生成白色絮状沉淀,则证明有氯离子存在,为有害锈,必须去除。如果铜器表面起伏不平,并有瘤块状突起,其锈层下面多隐藏氯化亚铜病灶,检测方法是从锈层的小孔或缝隙处滴入BTA-过氧化氢溶液,如快速生成絮状物,说明有氯化亚铜存在。根据以上观察、分析结果确定保护方案。清洗清洗可以去除一部分泥土尘垢、浮锈、可溶盐类(如氯化物)、油污等,常用的清洗剂有自来水、蒸馏水、去离子水、乙醇或丙酮等,工具有毛刷、钢丝刷、竹签,必要时可以配合使用高压喷水枪,可以通过提高温度、冷热交替、使用超声波等手段提高清洗效率,有时添加表面活性剂、去锈剂、缓蚀剂等组成复合配方清洗剂,以达到事半功倍的效果。超声波是一种高频震荡波,可以去除深藏在裂隙内部的腐蚀产物,加快反应速度,被广泛地应用于各种材质文物的保护以及保护中的各个环节。利用超声波原理制成的超声波洁牙机可作超精细操作,对器物没有损害,特别适用于清除覆盖铭文、花纹的锈蚀物以及小口器物的内部清理。建议:刚出土的器物不要马上进行清洗,以防止文物上的信息(某些遗痕)流失;在器物不显眼处保留一小部分,不作任何处理,以备后人查考。去锈目的:(1)去除有害锈;(2)去除掩盖花纹、铭文的锈蚀物。各种装饰、镀金、镀银和漆层以及使用和制作痕迹,常常被遮盖在锈层底下;(3)去除影响美观的锈蚀物。1、机械法:不使用化学试剂,主要采用金工工具(如锤子、凿子、錾子、刻刀、钢丝刷等)和电动工具(如超声波振动仪、洁牙机、牙钻、喷砂机、激光除锈机等),运用敲震、挖剔、刮削、打磨、扫刷、喷砂、砑光等方式去除锈蚀物,要求用力得当,手法娴熟精巧,不能伤害铜地子,比较安全可靠,但对于较坚硬的锈蚀产物往往去除得不彻底。图:去除绿锈所使用的刀具DD·安戈纳尔《青铜器的修复》《修复与保护》39页注意:机械去锈时,要边操作,边滴水,或始终使用吸尘器吸尘,以防止因长时间吸入铜盐而导致的人体中毒。化学法:倍半碳酸钠法倍半碳酸钠即碳酸氢三钠(Na2CO3·NaHCO3·2H2O),其溶液是一种弱碱性的缓冲溶液。用倍半碳酸钠溶液(3-5%)浸泡,希望通过多孔的锈层缝隙,把氯化物转换成铜的碳酸盐,将缝隙填充,以堵塞诱发粉状锈的通道,达到稳定青铜病的目的,同时不改变文物的原状。这种方法需要经常更换溶液,处理周期长,还易在器物表面形成难看的蓝铜钠盐结晶,辅助使用超声波技术,不仅可以提高反应速率,而且可以有效地防止蓝铜钠盐结晶的生成。(2)过氧化氢法此法利用过氧化氢(5-10%)的强氧化性与氯化亚铜发生强烈的氧化还原反应,去除氯化亚铜较彻底,只是如氧化作用过强,会使铜器表面发黑,这时用氨水处理一下,即可恢复到原来的颜色。3%或30%的过氧化氢溶液,又叫“双氧水”。双氧水还可以分解由碳黑和有机脂化合物混合形成的污垢,作为文物表面污垢清洗剂和纺织品有色污斑的漂白剂使用。(3)氧化银法利用氧化银与氯化亚铜反应生成氯化银沉淀,将其余的氯化亚铜封闭在里面,阻隔其与外界的接触。适用于点蚀状病灶部位。由于有新的银元素引入,国际上已渐不提倡。(4)电化学还原法:利用活泼金属牺牲原则,用比铜活泼的金属如锌、铝、锡等置换出氯化亚铜中的铜,将氯化亚铜分解除去。用锌粉涂敷在清理干净的病灶部位,或用锡箔(铝箔)裹紧器物,在湿室内使它们发生电化学反应,将铜置换出来,使氯化亚铜分解除去。水图:湿室置换法青铜器的去锈剂还有很多,如六偏磷酸钠(5%)溶液,可以有效地去除石灰质沉积物;柠檬酸、草酸、醋酸、甲酸、EDTA(乙二胺四乙酸)二钠盐、碱性连二亚硫酸钠等。所有这些化学试剂,或多或少都有对青铜本体的腐蚀作用,因此,使用的浓度和时间以及之后的彻底清洗,对文物的长期稳定显得尤为重要。注意:由青铜病的机理可知,酸的存在不利于青铜器的保护,因此常用的去锈剂多为碱性,但对于氧化亚铜及坚硬锈层,用酸去除效果明显,这时要注意避免使用强酸,如硫酸、硝酸、盐酸,而要使用弱酸。(在王惠贞老师的《文物保护材料学》一书中,将倍半碳酸钠和六偏磷酸钠列为“青铜器的清洗剂”。)清洗干燥为了防止试剂残留,影响下道工序的质量,或形成难以预期的隐患,彻底清洗及充分干燥是保护工作中比较重要的中间环节。用蒸馏水少量多次彻底清洗,之后用远红外烘干箱充分干燥。缓蚀铜的特效缓蚀剂为苯并(骈)三氮唑,简称BTA,它可以在铜器的表面形成一层致密透明的薄膜,延缓或阻止腐蚀反应的继续发展。目前,以BTA为主体,利用试剂之间的协同效应,配置由多种成分组成的复合配方试剂,以成倍提高缓蚀效率,已收到良好的效果。配置3-5%的BTA乙醇溶液,采用浸泡或涂刷的方式进行缓蚀操作。注意:此过程要戴口罩和手套,在通风橱中进行。潮湿箱检验R.H.≥93%,24小时,观察有无新锈生成,如有,重复上一步操作。粘接或焊接粘接剂:环氧树脂表面封护由于BTA易挥发,其缓蚀作用难以持久,所以在其表面再涂上一层高分子膜,以巩固加强缓蚀效果,这项技术叫封护,又叫加固。对高分子封护剂的要求:无色透明,不反光,施工工艺简单;具有可逆性,易于去除;稳定性好,老化期长,耐酸碱,耐侯性强,防霉变,耐腐蚀;附着力强。常用的封护剂:聚乙烯醇缩丁醛乙醇溶液聚甲基丙烯酸甲酯(B-72)甲苯溶液微晶石蜡三甲树脂甲苯溶液有机硅树脂《文物保护材料学》中将缓蚀剂和封护剂合称为表面保护剂。表面作旧用10%的聚醋酸乙烯酯、甲苯溶液调制碱式碳酸铜等矿物质颜料,随出与周围协调的锈色。保存在适宜环境中R.H.≤45%(实验证明相对湿度RH为55%时,氯化亚铜将非常快地反应)恒温恒湿、空气洁净的环境中。三、典型案例案例一:何尊1965年在陕西宝鸡出土的西周早期青铜器。出土时被锈层和泥土覆盖,很难看出原貌。1975年,在出国送展前,对它进行了保护处理。首先用机械法剔去有害锈,在局部去锈的过程中意外地发现在器底上有铭文,之后使用硫酸和重铬酸钾配置的去锈剂在铭文所在位置作局部处理,结果发现了122个有重要历史价值的铭文,记载了周成王五年对宗族小子何的训诰,其中谈到武王灭商和武王、成王相继营建成周洛邑之事,是西周初期一篇极为重要的历史文献,可与《尚书·召告》相互印证。何尊经局部去锈后,又应用氧化银法封闭局部有害锈部位,并对整个器物用苯骈三氮唑缓蚀封护。案例二:法门寺铜锡杖的修复(U·赫尔兹德国)组成:铜:78.7%铅:11-12.7%锡:8.7%修复前,表面覆盖厚重干硬的锈蚀层(红棕色、蓝绿色铜的碳酸盐、氯化物),局部有石灰熔渣以及被腐蚀物包裹的丝织品残片。去锈:主要手工操作,工具有刮刀、超声波凿、显微镜凿下来的金属末被收集起来用于化学分析—X射线荧光分析缓蚀:整器浸泡在盛有BTA(5%)溶液的不锈钢容器里,加热到60℃干燥:用乙醇擦洗一遍,随后干燥,在干燥过程中用乙醇不断清晰器物内部溢渗出来的BTA。封护:聚甲基丙烯酸甲酯(B-72)甲苯溶液,加入2%BTA和石蜡等。粘接和修补:用环氧树脂作粘接剂,并在断口植入有机玻璃或不锈钢楔子,以增强粘接效果。在杖中执手部位处的砂眼孔洞,以后可以用来研究锡杖铸造工艺,使用微晶体石膏封闭,保证了它的可逆性。案例三:鎏金铜熏炉(K·本加滕)组分(大约):铜80%铅15%锡10%锌4%去锈工具:各种刮刀、超声波凿缓蚀:在6%的BTA溶液池中浸泡,加热到50℃清洗干燥:乙醇封护:表面保护剂由溶入甲苯的聚甲基丙烯酸甲酯(B-72)和2%BTA以及石蜡制成。案例四:战国青铜剑(赵西晨)铜86.63%锡8.34%铅3.98%有丝织物和木质残痕,予以保留。去锈:机械法,三角刮刀、超声波震荡器补配:用硅酮橡胶作模,用环氧树脂复原了剑柄。缓蚀:浸泡在2-6%的BTA乙醇溶液中,恒温60℃表面封护:二甲苯的聚甲基丙烯酸甲酯(B-72)和2%BTA以及微晶石蜡。案例五:唐代铜胎鎏金碗(赵西晨)去锈要求:不损伤鎏金层,全面去除其上的铜锈。去锈:主要采用机械法,工具竹签、三角刮刀、双目显微镜(5-10X)预先使用软化清除锈层的试剂浸泡,其配方如下:EDTA二钠盐100克氯化铵54克氨水(25%)350毫升用蒸馏水溶解至1000毫升PH值为10对于突出膨胀的锈蚀部位使用电动砂磨机磨平。关于矫形:此碗因受挤压而有变形,原计划要进行矫形处理,但其X光片显示其内部已有裂痕,如强行矫形,有可能发生断裂,最后放弃。缓蚀与表面封护同上。案例六:周代双耳铜鼎此鼎锈蚀严重,为了确保安全,事先将器身用纱带裹缠,并遍涂硝基纤维素加固,由于有机涂料硝基纤维素挥发快,在较短时间即可迅速加固器物,浑然一体,具有一定的刚性,不易破散。工具:超声波振动器、钢锉、三角刮刀、砂轮机及自制刀具等。案例七:铜“十事”(R·弗勒利希)铜燧金属发黄,应为黄铜制造,对它的去锈使用了湿室置换法(铝箔、琼脂——甘油)湿室法亦可检验是否有氯化亚铜存在粘接:环氧树脂注意:有镀金层的器物不能浸泡在BTA溶液中,会改变颜色。案例八:铜圆盒工具:各种刮刀、羊毛刷、软木槌、超声波凿、钝针、橡皮讨论:中国历史博物馆的陈仲陶先生对以上保护方法提出异议,他认为:一件青铜器摆放在那里,它的形制、花纹、锈色、铭文都具有重要的研究价值,而作为重要价值之一的锈层就已包含了文化的区域性、出土地点的区域性,是生坑还是熟坑以及它的化学成分、结构等等历史信息。如果一件完好的青铜器即使只是“剥离原始表面之上的浮锈”,没有把铜器磨得金灿灿,但这原始表面之上的锈层确实没有了,那它所具有的历史信息、研究价值也就没有了,没有了作为研究对象的锈层,我们拿什么作研究呢?他认为,“剥离原始表面之上的浮锈,”本身就是对这些原始信息的破坏,当然,对于氯化亚铜形成的粉状锈还是要除的,只有去掉危害青铜器的病根,才能确保历史信息的存在,而对于覆盖青铜器表面的浮锈,既然是无害锈,又具有审美价值及历史沧桑感,那么,这种有着古斑锈色的浮层还是保留为好。针对陈先生的意见,请同学们谈谈自己对这一问题的看法。案例九:作册般鼋杨小林《作册般鼋的分析与保护》《中国历史文物》2005年1期,86页国家博物馆藏品,通长21.4厘米。锈蚀严重。经检测,将铭文整个覆盖的锈蚀物以无害锈碱式碳酸铜为主,在展现铭文的过程中应尽可能予以保留。用甲酸作局部去锈剂,参照X光片上铭文所在的位置以单字为单位进行局部锈蚀软化,操作步骤如下:用医用棉球蘸少许1%的甲酸试剂敷在铭文所在的锈蚀表面,5-10分钟左右观察棉球颜色呈蓝色后去除,用已配置好的弱碱溶液及时中和器物上残留的氢离子后,以蒸馏水反复清洗至PH中性。当字口似隐似现时转为机械除锈。对于局部多处点蚀状浅绿色锈蚀,经检测含有大量氯离子,为有害锈,在彻底剔除后,用1%BTA溶液将整器浸泡96小时,最后封护。铁器(Ironantiques)的保护在我国,铁器最早出现于商代,以陨铁为原料制得。西周时出现人工炼铁,如虢国墓中的“玉柄铁剑”。春秋时期冶炼技术飞速发展,至迟在春秋晚期,工匠们已开始在较低温度下(约800~1000℃)用木炭还原铁矿石以得到单质铁,这就是最早的块炼铁。这之后炼铁技术又经历了战国初期的白口铁、可锻铸铁,战国中晚期的麻口铁、块炼钢,西汉中期的灰口铁、百炼钢,东汉的炒钢、铸铁脱碳钢,最后到南北朝的灌钢等一系列变革。但无论冶炼技术如何改变,它们的本质都是用碳还原铁矿石以得到单质铁。不同时代引入碳量的不同,决定了我国古代铁器结构的不同。铁的熔点比铜高得多(铜1083℃,铁1535℃),所以炼铁比炼铜困难得多,铁器的广泛应用也远远晚于青铜器。自然界中的纯铁只有“天外来客纵观我国古代的各类铁器,其结构大致可分为三种:只含铁素体,即含碳量很低的铁碳固溶体,如最早的块炼铁;由铁素体和渗碳体(FeC3)组成。这种铁器的耐蚀能力较好,因为渗碳体多分布于器表而渗碳体的耐蚀力又比较强。如战国初期的白口铁;由铁素体和游离的碳组成(有时也含有少量的渗碳体)。如战国早期的可锻铸铁及西汉中期的灰口铁等。但无论是抗蚀力较好的白口铁还是抗蚀力较差的可锻铸铁,在历经了上千年的漫长岁月后,都不可避免地会受到不同程度的腐蚀,有些甚至已经濒临毁灭。一、铁器的腐蚀机理铁的化学性质比较活泼,铁器的腐蚀与铁本身的性质、铁器的铸造结构及其接触的环境有直接关系,一般的说,通常是化学、电化学和细菌腐蚀交叉作用的结果。
当铁器埋藏于地下时,铁直接与土壤、水份接触,发生如下电化学反应:
阳极:Fe→Fe2++2e阴极:O2+H2O+2e→2OH-或2H++2e→H2(pH<4的土壤)铁的锈蚀产物有铁的氧化物、氯化物、硅酸盐、硫酸盐等,其中三氯化铁是铁器上的一种重要的有害锈,可与水形成如下反应:FeCl3+3H2→Fe(OH)3+3HCl这个反应开始很慢,一旦盐酸产生,反应便加快进行,生成的盐酸与铁反应,形成新的三氯化铁:Fe+HCl→FeCl3从而又建立新的平衡反应,又产生盐酸,循环反应继续下去,使铁器逐渐被腐蚀掉。如果铁器表面形成了一层致密的氧化物薄膜,可以起到防止锈蚀继续进行的保护作用。有时,在尸骨遗骸附近的铁器,由于尸骨腐烂散发出含磷化合物或鞣酸,可以起到缓蚀钝化的作用,这样的铁器往往保存状况较好。铁在土壤中的腐蚀还有一种很重要的形式就是细菌腐蚀。在含氧环境下,铁器上会出现一种好氧菌——铁细菌,这种细菌会氧化水中溶解的和金属微电池腐蚀出来的亚铁为高铁化合物。高铁化合物覆盖了部分金属表面造成氧浓度的梯度,形成氧差电池。高铁化合物沉积覆盖下的缺氧区为腐蚀电池的阳极区(金属溶解区),其表面周围氧浓度高的部分为阴极区(电子传递处)。如此腐蚀,最终形成一个个大的锈瘤。这就是我们所常说的铁器的发泡锈。发泡锈是铁器锈蚀中最具破坏性的一种,它会导致铁器严重酥粉、变形,完全失去原本的形态,特别是对有花纹或铭文的铁器,发泡会导致花纹或铭文完全消失,器物失去其原有的艺术价值。除此之外,还有一类厌氧菌——硫酸盐还原菌。它广泛存在于PH值在6-9之间的土壤、淡水、淤泥中。当铁器埋藏于地下,它在无氧的环境下会分解含硫的有机物生成H2S,它还可以把自然界中的硫酸盐还原成硫化物,这种硫化物会与铁器反应,最终生成黑色的FeS,逐渐把铁器残蚀掉。但若在硫酸盐还原菌作用前,铁器表面非常光滑,则硫酸盐还原菌将在铁器表面形成一个FeS的黑色锈蚀层。这种锈层在无氧或缺氧的长期地下作用后,晶格会重新排列,形成一层致密的、稳定的黑色保护膜,反而保护了铁器,阻止了其进一步的锈蚀。
陈列或者库藏的铁器发生的腐蚀反应为化学和电化学腐蚀兼而有之。当相对湿度<60%时,以化学反应为主,电化学反应几乎不发生,腐蚀速度最慢;当相对湿度在65%以上时,电化学反应与化学反应共同作用,腐蚀速度将达到一个高峰;当相对湿度接近100%时,空气中的水气将在铁器表面形成一层厚度>1μ的水膜,该水膜的形成有效地阻止了氧气的扩散,使腐蚀以纯电化学腐蚀的方式进行,使腐蚀速度界于前二者之间。由此可见,要控制这类腐蚀只要控制博物馆环境因素中的湿度即可。
二、铁器保护的一般步骤:
检测→去锈、清洗、缓蚀→脱盐(脱氯)→脱水→加固封护→保存检测:在实验室内,首先要进行保护处理前的各项调查,包括电子分光镀金层分析、X光透视内部构造分析、荧光X线对其材质进行无损分析等及埋藏环境的调查、相关资料的比较研究、现状的记录、照相和实测等。在简陋的考古工地,可以采用湿室检测法、磁性检测法,结合锈色观察、密度测定,使用探针、硝酸银试剂等方法对铁器的锈蚀程度进行初步判断。去锈:在高倍显微镜下,对照X光透视照片,机械法去除较厚铁锈。在去锈过程中,若发现有裂缝等,要用B72进行喷洒预加固。
若铁器本体保存较完好,只在表面有部分锈蚀,可以采用化学法去锈:磷酸浸泡法:它是现今应用的最方便、快捷、有效、经济的一种去锈方法。磷酸只与铁质文物表面的氢氧化物、疏松的含水氧化铁以及土锈等杂质反应,而对高价铁锈几乎不发生作用。因此,铁的高价氧化物被还原的程度小,文物的古铁锈层不会受到破坏,处理后的铁器外观不失古雅之色。而且磷酸还可直接与铁作用,生成致密的Fe2(PO4)3,对铁器起保护作用。一般使用20%的磷酸溶液进行处理。但应注意的是,磷酸有毒且为酸性,故在处理结束后应将器物浸入Na2CO3或NaHCO3溶液中以中和磷酸。醋酸溶液浸泡法:用10%浓度的醋酸浸泡器物。但该法的速度较磷酸慢且无法形成Fe2(PO4)3的保护膜。优点是该法对操作人绝对安全,醋酸无毒。处理后浸器于Na2CO3溶液以中和酸性即可。脱氯(脱盐)岳丽杰许淳淳《铁器文物的脱氯技术》第八届全国考古与文物保护(化学)学术会议论文集:由于氯离子是铁器发生局部腐蚀的重要因素之一,因此脱氯是铁器文物保护工作中重要的一环。在文物保护界岳丽杰许淳淳《铁器文物的脱氯技术》第八届全国考古与文物保护(化学)学术会议论文集下面对常用的前两种方法进行介绍:
一、溶液浸泡脱氯法
1、蒸馏水清洗法:就是用蒸馏水直接对器物反复清洗,直到认为清洗液中不含氯离子为止,这种方法的周期性比较长,且器物还可能发生进一步的腐蚀。2、Soxhelt清洗法:这种方法常用于易碎铁器的清洗,将器物置于密闭的容器中,体系中的空气用惰性气体如N2等排除,确保装置中无氧,然后再用这种无氧体系中的蒸馏水浸泡清洗,从而避免易碎铁器的氧化。
3、煮沸法:将器物浸泡在蒸馏水或去离子水的装置中,煮沸液体以加快氯离子的迁出。
4、蒸气浴法:将器物放入去离子水的蒸气室中,水蒸气分子可以穿过腐蚀孔从而清洗出氯离子。
5、NaOH清洗法:将去除表面浮锈和污垢的器物放在适当的容器中,用足以浸没器物的NaOH(2~5%NaOH)溶液浸泡,NaOH溶液的体积至少是器物体积的5倍,监测清洗液中氯离子的浓度,根据需要更换NaOH溶液,直到认为清洗液中氯离子已基本被去除。6、倍半碳酸钠法:用Na2CO3和NaHCO3混合溶液代替NaOH溶液浸泡器物,但其排氯速度比较慢。
7、苯甲酸钠法:将器物浸泡在50℃5%的苯甲酸钠溶液中,根据需要更换溶液直到溶液中氯离子基本除去。
上述几种方法容易实施,但它们不能加固铁器表面的腐蚀层,而且长期的浸泡溶液中的水会对铁器文物进一步的侵蚀,所以铸铁器物在处理过程中及处理结束后仍旧很容易被损坏。
8、LiOH法:方法之一是以乙醇作溶剂在无水条件下用OH-交换腐蚀产物中的氯离子。日本奈良文化财研究所以NaOH和LiOH水溶液浸泡铁器文物来脱氯。LiOH法最大的优点在于它比其他方法都要温和。
9、复配碱性清洗液浸泡法:祝鸿范等研制了以表面活性剂、缓蚀剂和多种助剂为配方的复配碱性清洗液,处理器物时先将此碱性复配溶液加热到6010、碱性亚硫酸盐还原法:这种方法是通过增加腐蚀产物的孔隙度以增加氯离子排出速度,其中SO32-还原剂把腐蚀产物还原成为较为致密的Fe3O4而达到这一效果。用碱性亚硫酸盐法必须使用密闭容器,因为大气中的氧气会与溶液中的SO32-反应生成SO42-而使溶液失去还原能力。溶液为0.5mol/L的Na2SO3和0.5mol/LNaOH溶液的混合液,去除表面浮锈和污垢后的器物放入充满这种液体的容器中,密封容器然后温和加热到60℃~90碱性亚硫酸盐法不仅能增大氯离子从铁器的腐蚀产物中的排除速度,而且还能使铸铁石墨区坚固化。碱性亚硫酸盐还原法较为简单,且比单独使用NaOH溶液法效果好得多,此法用于处理出土的铁器其效果比处理从海水中打捞出来的铁器的处理效果要好,海水中腐蚀严重的铁器其腐蚀产物厚度超过1.5mm时,用碱性亚硫酸盐在适当的时间内则不能充分除氯。
11、离子交换树脂法:用离子交换树脂去除溶解在水中的氯离子,由于处理液总是处于无氯状态,所以氯的排除速度增大,且处理时需要注意的问题很少,处理时器物不会受到化学试剂的污染;处理结束不需要清洗,最后,树脂可再生,所以很经济。
二、电解法
这种方法同碱性亚硫酸盐法类似,不同的是铁化合物的还原是通过电解的方式而不是化学方法,电解把铁的氢氧化物以及其他化合物还原为Fe3O4,还原会使铁化合物的体积减少而引起腐蚀产物的孔隙度增大,则氯离子的从腐蚀产物层的排出的速度加快,对电解还原后的产物的测试表明没有金属铁的生成,主要是因为铁的还原电位比析氢反应所需的电位更负之故,当还原为Fe3O4的过程结束时,继续通电只能引起大量氢气的产生。这一方法主要用来处理从海水中打捞出来的铁器,而且只适用于有金属芯的铁器,而不能用于完全被腐蚀的器物。
其具体方法是:把去除表面结块的器物放在电解槽的中心并留出足够的空间,在距器物20~80cm的地方放置阳极,小的器物可以悬挂在槽的顶部,大的器物要用特殊的支撑网,电源的正极与阳极连接,负极与器物连接,注意保持良好的接触,向电解槽内加0.5~1mol/L的NaOH溶液至浸没器物的顶部,溶液不需要完全混合均匀,在电解时产生的气体会使溶液混合完全,然后调整电源选择适当的电压或电流,开始电解,通电可以是间歇的,也可以是连续的。因为很难确定器物的表面积和通过腐蚀产物的电流,最好用电位控制而不是电流控制的方法,以保证整个器物的各个部分得到均匀的电解,但有的工作者用脉冲电流来控制,获得了比较好的处理效果。通过监测溶液中氯离子的含量来更换电解液和确定通电时间。不同的器物所加的电流或电位不尽相同,应根据具体的实物来判断,如果所加电流或电位过小则不能充分脱氯,过大则容易发生大量的析氢反应而使文物的锈层大量脱落以至使文物的原貌遭到破坏。一般的蒸馏水清洗或碱性溶液浸泡法时间较长而且溶液中的水还会使铁器文物受到进一步的腐蚀,电解法易发生析氢反应使文物的锈层大量剥落而使文物的原貌遭到破坏,而热处理法处理过程较为复杂不易进行操作。因此开发比现有的方法更为先进的、更易操作、更快速的脱氯方法,是文物保护工作者的首要任务。脱水:脱氯后的铁器用恒温干燥箱干燥,或在常温下用吹风机干燥。
加固封护有机硅类加固法:是一种较好的铁器封护材料,可以有效地将铁器与外界隔离开,阻止铁器的进一步锈蚀。特别是对于防止水份的进入有较好的功效。该法的缺点就是有机硅价格十分昂贵,且处理后器物表面颜色略有加深。微晶石蜡法:即用微晶石蜡对铁器进行涂刷。具体方法是将微晶石蜡加热溶化后,把器物浸入,待不再冒气泡后,取出器物,或用毛笔将融溶的微晶石蜡直接涂刷于适当加热后的铁器表面。最后用带石墨粉的硬毛刷反复刷铁器表面以消炫光。这种方法最大的好处就是其可逆性在现有的所有封护剂中最好,而且石蜡非常便宜,是一种方便、经济、实用的方法。但用它处理过的铁器,表面会出现较为明显的颜色加深。聚丙烯酸酯乳液加固法:先用器表擦上七、八层吸水性很强的滤纸(防炫光),而后用30%的聚丙烯酸酯乳液或浸渗或喷淋或涂刷。处理完后将铁器于干燥环境中放置2~3天,待聚丙烯酸酯乳液固化后,用小刀切开并剥去外层裱纸即可。
出土铁器的加固在真空干燥机内进行,可以有效地提高加固效果。
粘接:若铁器有所破裂或残缺,应进行粘接、补配。加固后的铁器在常温下用吹风机再次干燥后进行粘接,锈蚀严重的大件铁器需要用环氧树脂进行填充处理。
保存:铁器的保存环境应在温度:14~20℃,相对湿度<50%,最好在20%~30%之间。陈列时采取密封充N2等技术,或注意:若铁器本体已完全消失或本体已无原本的形状,则不可进行去锈处理,应只做一些表面泥污的去除工作即可。对于实际铁器文物的处理,在现有的方法中选取哪种或哪些方法不仅要考虑器物的形状大小、腐蚀程度、数量,还应考虑必要的经济适用性。案例一:秦代的铁剑的保护该剑通长104.5厘米。剑头部残损,后人于其上作伪,在断面上粘接了一段长6厘米的伪剑头。剑柄长18.5厘米,剑格为青铜所制,已被铁锈覆盖,宽5.2厘米,有嵌金,剑身宽2.6(最窄处)~4厘米(最宽处)。剑厚1.0(最薄处)~1.7厘米(最厚处),剑身包裹了一层已糟朽的木质剑鞘,该剑整体保存较完好,剑形保存较好,但剑身已完全锈蚀,几乎无本体存在。对于该剑就已无法进行除锈处理了。采用的方法是在用电热吹风强制干燥后,在显微镜下,以乙醇为松土剂,用钢针清除剑身上的泥污及青铜剑格上的铁锈。在清除的过程中,发现剑身上有一块特别细致的布纹痕迹,立即用502快干胶进行了布纹的局部加固。当铁剑清理干净后,就应立即进行加固封护。在进行加固封护前应再对铁剑进行一次强制干燥,由于无法找到一长104.5厘米的恒温干燥箱,用电热吹风代替,对铁器实行热微风干燥。处理完毕后,采用2.5%的有机硅丙酮溶液涂刷处理。在铁器上,先后涂刷了四次(有机硅的累积浓度达10%时,它的聚合效果最好)。后一次涂刷在前一次的溶液将干而未干时进行。最后,将其放置24小时,以水珠浸渗检测(湿室检测法)其聚合情况。若水珠无下渗,则证明聚合情况较好杨璐黄建华《杨璐黄建华《铁器的腐蚀机理和保护》案例二:两件铁质界碑的保护周浩等《铁器文物脱盐清洗溶液中硅酸盐缓蚀性能的研究》51页周浩等《铁器文物脱盐清洗溶液中硅酸盐缓蚀性能的研究》51页这两件铁质界碑曾一度露置于大气环境中,表面锈蚀严重,字迹模糊不清,保护处理时,将添加了缓蚀剂硅酸钠的清洗液涂于界碑表面,然后用毛刷轻轻地来回搓动,辅以手术刀、小锤等机械工具,清除浮锈和硬质污垢,反复清洗干净,然后用蒸馏水冲洗,再用无水乙醇脱水,吹干。案例三:出土铁钟,采用缓蚀剂、表面活性剂和多种助洗剂组成的碱性脱盐清洗液进行清洗,消除环境污染给铁器文物带来腐蚀因素的影响,并且对铁器文物还有缓蚀作用,经过磷化、钝化处理,再进行薄层防锈蜡封存处理,使铁器表面成为疏水性,以控制水汽在表面凝聚成水膜。最后,进行消光处理《出土铁器文物脱盐缓蚀保护研究》《中国文化遗产》2004年秋季号64页。《出土铁器文物脱盐缓蚀保护研究》《中国文化遗产》2004年秋季号64页物质具有“相似相溶”的性质,水是无机物,极性,能够溶解大部分可溶无机物;大部分有机溶剂是非极性的,乙醇介于二者之间。表面活性剂是由具有亲水基(极性基)和憎水基(非极性基)两部分构成的分子结构的一类物质(如肥皂、合成洗涤剂),它能改变物质的表面性质(如液体的表面张力、固体的润湿性能),使某些难溶物质溶解度增大,或使某些易溶物质溶解度减小;使不稳定的乳浊液变得稳定,或使乳浊液破坏,变成油水分离;使不易起泡沫的液体得到大量稳定的泡沫,或消除液体中的泡沫;使不被水润湿的固体能被水润湿,或减弱固体被水的润湿能力…简而言之,表面活性剂能改变物质表面的一些固有性质,使其“活化”。金银铅锡器的保护一、金器纯金器不易被腐蚀,但由于它的质地较软,养护时注意避免磕碰,可以用肥皂水或清洗剂清洗,用软布或羚羊皮擦拭。常见的金器的多为金与其他金属的合金器,金中加入其他金属,可以有效的提高它的硬度,使色彩更富于变化,并降低了制作成本,同时会有腐蚀现象发生,如果加入的是铜,会生成绿色的铜锈,可以用氨水或酸类去除;如是铁,则为红色,可用盐酸去除;对于鎏金器物,它的腐蚀主要来自于胎体,锈蚀物处于鎏金层与金属胎体之间,或覆盖在鎏金层之上,处理时要格外谨慎小心,防止鎏金层脱落,最好采用机械法,在显微镜下,用钢针一点一点地剔除。图:长信宫灯西汉1968年河北满城中山靖王刘胜墓出土鎏金(一级甲)金银经塔辽高39厘米1988年辽宁朝阳北塔天宫出土,由金、银、铜等材料制成,分为炉(炉盆铜质鎏金,银盖)、座、塔身(四重金、银圆筒套合)、塔盖(金)四部分。(一级甲)金器表面石灰质沉积物,可用1%稀硝酸处理;有机类污垢,可用2%氢氧化钠溶液软化除去。最后,保存金器的环境要洁净,避免温湿度的剧烈变化。二、银器银器容易受到空气中的硫化物(石油和煤燃烧产生)、氧、紫外线、氯化物的影响而变得晦暗发黑,如果保存环境较好,形成一种均匀的薄膜,有时会呈现出一种悦目的色彩,是应该予以保留的古斑;对于影响外观的轻微腐蚀,可以用软布揩擦,也可以蘸加有几滴氨水的酒精或白垩粉擦拭。图例:银盆西汉口径26.6厘米1991年河北获鹿高庄村西汉墓出土(一级甲)鎏金双蜂纹银香囊唐直径2.8厘米1987年陕西扶风法门寺地工宫出土(一级甲)鎏金卧龟莲花纹五足银熏炉唐通高48厘米1987年陕西扶风法门寺地工宫出土(一级甲)海兽文银盘宋口径7.5厘米1983年四川遂宁出土(一级甲)凸瓣纹豆形器西汉1979年山东淄博出土。器身、器盖为银质,钮、足为铜质,可能为后配的。推测为西亚舶来品,经加工添改而成。(一级品)鎏金双狐纹银盘唐1970年陕西西安南郊出土。鎏金熊纹六曲银盘唐1970年陕西西安南郊出土。童子花卉银托杯宋1981年安徽六安出土,有鎏金錾刻人物故事银片北宋长32.4宽24厘米1986年浙江义乌宋代窖藏出土,纹饰为錾刻后填金。(一级)錾刻人物故事银片北宋长32.4宽24厘米1986年浙江义乌宋代窖藏出土,此两件破损残缺较大,氧化严重,品相稍逊,定为二级品。银盏托北宋底径17.5厘米1986年浙江义乌宋代窖藏出土,二级。银壶元(1333)高32.5厘米1955年安徽合肥孔庙旧基出土,因一侧略有锈蚀,定为二级品。鹅形银勺宋长27厘米江西南昌青云谱出土三级品刻花银盘宋长19厘米因无确切纪年,底部破裂变形、锈蚀,定为三级品。银器的保存环境条件愈差,变色愈快,因此,研制性质优良、可以吸收紫外线、阻断氧及腐蚀介质的防银变色缓蚀剂(corrosioninhibitiors),是银质文物保护重要的课题之一。上海博物馆的祝鸿范等先生筛选出适合于文物保护的复配银缓蚀剂,成膜处理后在银器表面形成致密而透明的保护膜,能有效地吸收紫外线,可以阻断光、氧化剂、腐蚀介质和银表面的反应,工艺简单可行,经过加速劣化实验(硫化加速腐蚀试验和光照加速腐蚀试验),证明其具有优良的缓蚀效果祝鸿范等祝鸿范等《复配银缓蚀剂及其电化学性能的比较研究》《文物保护与考古科学》2002第14卷增刊,1页复配银缓蚀剂配方:用配比(体积比)为乙醇:水=5:6的稀释剂配制1-苯基-5-巯基四氮唑(PMTA)、2-巯基苯骈恶唑(MBO)、巯基苯骈咪唑(MBI),其最佳配比为MBO:PMTA:MBI=1:2:3。银器陈列时,要注意防尘、防紫外线辐射,有条件的博物馆可以采用空气净化装置,也可以将其置于密闭的玻璃匣中,上面用10%醋酸铅浸泡过的绢布遮盖,能有效的保持其明亮的外貌。收藏在库房的银器可用几层柔软的薄连纸包裹,放在聚乙烯袋子里,避光密封存放,相对湿度(R.H.)不超过55-60%。三、锡器锡在常温下不易被氧化,具有明亮的光泽,因此常用于在青铜器表面镀锡,不仅可以使器物更美观,还可以提高其抗腐蚀能力。锡是人类较早利用的金属之一,但存世古锡器并不多,原因在于它在低温下会发生相变,当温度低于18℃,它就有相变趋势,当处在零下4℃以下,会变成性质脆弱的灰锡,散碎成粉末状,这种现象叫“锡疫常见的锡器实际是铅锡合金,又叫锡鑞,对它的养护需要定期擦拭除尘,轻微的污垢斑点可用软布蘸柔和的打磨剂擦掉,也可用乙醇或丙酮去除表面油脂,对于表面硬壳状的锈最好不要剔除,因为下面是极酥碎的氧化锡,如腐蚀有深入发展的可能,可用电化学还原法,用锌粉与氢氧化钠进行局部去锈。最后,用吹风机将器物吹温热再涂一层蜡或凡士林封护。锡器的保存,要避免机械碰撞和挤压,置于盒子或套子中,环境温度不低于18℃四、铅器铅有毒,一般只作为明器使用,在我国,商代墓葬中就曾出土过铅爵、铅觚、铅戈等。铅易氧化,在表面形成一层灰色的氧化物薄膜,是稳定的古斑,具有保护作用。但在长期埋藏地下的潮湿环境中,与地下水或空气中的二氧化碳反应生成碳酸盐,体积膨胀,是一种难看的白色锈壳,应予以去除。铅器还容易受到有机酸(如醋酸、鞣酸)及油脂等物质的污染,所以,不能置放于橡木制或新的涂有油漆的柜厨中。铅器的清洗不要使用蒸馏水或去离子水,因为水可以使铅发生析氢反应,可以使用自来水,自来水中含有微量可以使铅器钝化的硫酸根离子及钙镁离子。对于含铅较高的青铜器,要用加入0.1%硫酸钠的蒸馏水清洗。铅器可以保存在金属或玻璃容器中,也可以用聚乙烯袋包裹,放在油漆干透经检验合格的柜子里,必要时,可以嵌埋在有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)里,这种高分子树脂可以用氯仿(CCl4)溶解除去。无机非金属(硅酸盐质地)文物保护技术(TechniqueofSilicateCollectionConservation)硅酸盐是构成岩石、土壤、泥砂的主要成分之一,硅酸盐质地文物是对所有取材于自然界中非金属沙土、矿物制作的一类文物的总称,如陶瓷、砖瓦、泥塑、壁画、土质文物(土遗址、古墓葬)、石质文物、玉器、玻璃器等。这一类器物通常具有多孔隙的特征,容易受到水的冻融和可溶盐溶解、重结晶的影响而酥粉、崩解,特别是陶、土、石质类,又称为多孔材料类文物。陶瓷砖瓦一、陶器A:陶器的基本性质和损害原因(一)基本性质陶器是由粘土烧制而成的。粘土是经过淘洗和沉淀后的泥土,其实质是岩石风化的产物,由石英、长石及金属矿物按不同比例组成。不同地区的粘土,其组成成分的比例不同,所以烧制出的陶器在颜色、质地上有所区别,带有各自不同的地方特色。陶土的主要成分有二氧化硅、三氧化二铝,还有一些含量不高但具有重要作用的金属氧化物,如三氧化二铁、氧化钙、氧化镁、氧化钠、氧化钾、氧化钛、氧化锰等。陶器的烧制温度比较低,一般在700-1000℃之间(部分釉陶的烧结温度可达1200气孔率:表征陶瓷材料致密程度的物理量,以单位体积陶瓷材料的气孔体积百分数表示。瓷器2—6.4%陶器12-38%吸水率:陶瓷体直接与水接触时,其孔隙吸取和保持水份的性质,是衡量陶瓷制品瓷化与烧结程度的重要指标。瓷器0—0.5%硬质精陶9—12%软质精陶17—21%彩陶8—15%从保护的角度,把陶器区分为素陶、彩陶、彩绘陶和釉陶:素陶:表面没有其他材料装饰的陶器;彩陶:在已成形的陶坯上,用不同的彩料绘画,然后烧成的陶器,其颜料与坯体结合较紧密,不易脱落;图:彩陶双连壶新石器时代·仰韶文化1972年河南郑州大河村遗址出土。图:人面鱼纹彩陶盆新石器时代·仰韶文化1955年陕西西安半坡遗址出土彩绘陶:在已烧成的陶器上用不同彩料绘画,彩色容易剥落;图:兽面纹彩绘陶罐青铜时代·夏家店下层文化1974年内蒙古敖汉旗出土图:狩猎纹彩绘陶壶西汉1974年河南洛阳墓葬出土釉陶:上釉的陶器,有高温釉陶和低温釉陶之分。有人称原始瓷为釉陶,其烧成温度达1200℃彩色釉陶:一般都是二次烧成,先以1000—1100℃温度素烧,施釉后再经900图:黄釉陶鹦鹉形壶北宋1969年河北定州北宋太平兴国二年(977)静志寺塔基地宫出土,是北宋早期釉陶的代表作。图:三彩陶骑马俑唐1966年陕西西安出土(二)损害原因1、水的冻融作用:陶器内部的水分在寒冷的冬季结冰,体积膨胀达11%,天暖冰融,体积又相应回缩,一胀一缩,对孔隙壁反复施加作用力,降低了器物的强度。2、可溶盐的溶解—重结晶作用:在长期埋藏地下的过程中,大量可溶盐如氯化钠、氯化钾、硫酸镁等积聚在陶器的孔隙深处,当环境温湿度变化时,会反复发生溶解膨胀—结晶收缩现象,使器物表面泛白(亦称“返霜”),并被盐结晶时产生的压力撑出无数小花点,使器物表面粗糙,釉面脱落,严重时导致器物酥粉碎裂。特别是出土之后,温湿度发生突变,这种现象会更为明显。B、保护的一般过程检查胎质出土后的陶器,在处理之前应先简单判断一下胎质情况:触觉判断法:在器物不显眼处用指甲轻掐或用手指轻搓一下,如表面有印痕或掉粉,说明胎质较差,不可用水洗;如果陶器较干燥,用乙醇洁擦一小部分,等乙醇挥发后,用舌尖舔,有吸附感,胎质好,反之亦然;听声检测法:将器物支起来轻敲,声音清脆,说明胎质好,声音沉闷,胎质差。清洗污垢出土后的陶瓷碎片都要清洗干净后才能进行下一步的修复,最好在出土后不久就进行清洁工作,以免在淤土干硬后给洁除工作增加难度,但要注意食物、谷物的残骸及其它有价值遗痕的辨认和保存,对于典型器物,建议在不显眼处保留一部分,不进行洁除工作,以留下出土时的信息,待后人查考和进一步研究。一些浮土、泥垢可用水浸泡冲刷除去。对于彩绘陶,其彩绘部位的污垢,处理时要格外小心谨慎,可用棉球蘸水(或乙醇、丙酮等)先软化,再用竹签轻轻剔除。黑色污垢可能为碳黑和有机脂类,可用3%双氧水(过氧化氢)去除。使用化学试剂之后一定要用蒸馏水反复清洗,之后晾干。陶器上沾染的铁锈、铜锈可用草酸、柠檬酸去除。注意:釉陶不可使用硝酸或醋酸,以免损伤釉质,可用盐酸;彩绘陶和某些制作粗糙的彩陶要先加固,后清洗。在一些铺有草木灰或白垩土的砖室墓出土的陶器,孔隙内会填满碳酸钙及碱土混杂物,不可用酸洗,会蚀毁陶胎,可用中性的5%六偏磷酸钠溶液去除。去除可溶盐(脱盐)1、水洗法:可溶盐是陶质文物最主要的病害,一般用水洗涤去除。对于质地较好的素陶(表面没有其他材料装饰),可以放在流动的水中,洗涤1-2天,除去大量的可溶盐后,再换用蒸馏水浸泡,这种方法安全可靠,除盐较彻底,但需要时间较长。对于某些制作粗糙的彩绘陶,应先加固,后洗涤。常用的加固剂有:2%硝基纤维素丙酮溶液;2%可溶性尼龙乙醇溶液;3%乙基纤维素乙醇溶液等,这些高分子材料,能够在陶器表面形成薄膜,水、可溶盐可以自由通过,对器物又具有加固保护的作用;对于表面疏松的器物,可以在其表面敷上浸湿的滤纸,然后再浸泡,滤纸起到防止表面剥落的作用,要定期更换。2、纸浆包敷法:实际工作中还用纸浆包敷法除盐,用滤纸捣成的纸浆敷在器物上,可溶盐和水通过毛细作用从内部转移到表面,并在纸浆上结晶,重复操作,即可达到去除可溶盐的目的。对于彩绘颜料出现脱落起甲的情况,应先修整加固,然后视其强度选择合适的方法进行脱盐。去除难溶物出土的陶瓷器、砖瓦表面往往覆有一层坚硬的沉积物,本身没有破坏作用,对于不影响外观、不覆盖彩绘纹饰的部分,可以作为年代久远象征的古斑予以保留,而对于需要去除的部分,要分情况对待。这层沉积物的成分与埋藏环境的水质有关,大体可以分为三种:石灰质(碳酸盐)用10%盐酸或硝酸溶解;石膏质(硫酸盐)用浓硝酸软化后剔除;硅质(硅酸盐)用1%氢氟酸去除。当外观上分辨不清时,按石灰质—石膏质—硅质的顺序依次清除。最后用蒸馏水清洗干净。注意:氢氟酸挥发性、腐蚀性特强,要在通风橱中谨慎使用!也可使用螯合剂EDTA二钠盐碱性溶液去除难溶物,效果很好。加固对于表面彩绘起翘、脱落的彩绘陶质文物需进行表面封护加固,在气候干燥的情况下的加固材料有:1、1.5%的聚乙烯醇水溶液:1%的聚醋酸乙烯乳液=4:1(体积比)2、2.5%的聚乙烯醇水溶液:1%的聚醋酸乙烯乳液=4:1(体积比)3、3%乙基纤维素乙醇溶液1、2可用于起翘、脱落部分的修复加固,3可用于彩绘部分的表面封护。对于内部松散脆弱的器物,可采用5—15%的聚醋酸乙烯乙醇溶液渗注加固;若器物比较潮湿,可用5—10%的聚醋酸乙烯乳液或丙烯酸酯乳液渗注加固。对于带有朱砂字、墨迹的陶器应在清土时边清理边加固,并在清理的同时作好记录誊抄工作,常用的字迹加固剂:4%聚醋酸乙烯脂丙酮溶液。粘接用于陶器的粘接剂有聚醋酸乙烯酯、环氧树脂、热熔胶(具有可逆性,以乙烯—醋酸乙烯共聚物为基料,耐湿、防霉,常温下为固体,加热至60℃二、砖瓦砖瓦类文物包括历代建筑物的砖、墓砖、画像砖、空心砖、板瓦、筒瓦、瓦当等。瓦和瓦当的原料多为黄土,很少掺入沙子,而砖的原料则是砂质粘土或砂土,砖瓦的烧制温度约1000℃由于砖瓦类材料本身具有多孔性(旧砖吸水率最高可达20%以上)的特点,又多与建筑物一起露置于外界大自然环境中,直接经受风吹日晒雨淋,以及大气污染物和植物、微生物附生的影响,所以更容易劣变,表现为酥粉、断裂,保护时一方面通过改善周围环境:如搭建附加建筑物等使其与外界环境隔开,另一方面采用渗透加固的方法提高它的耐久性,抗磨性。砖瓦类材料对保护剂的要求:无色透明,不改变文物外观渗透性好防水、透气稳定,耐侯性好常用的加固材料:蜂蜡、植物油(如生桐油,是我国传统保护铺地砖的材料)、糯米汁、天然树脂矿物涂料水玻璃、硅酸盐溶液有机树脂涂料(如聚氨基甲酸酯)有机硅涂料图:南京城垣表面砌砖因长期风化形成的破损与剥落城垣顶部滋生的乔木与灌木群以及墙面蔓生的大量爬藤香山团城的墙体出现空鼓现象修复时将内墙体断裂丁砖全部挖尽局部挖补剔除酥碱砖修复后的团城城墙意大利某城市古罗马城墙在某住宅地下客厅中的保护意大利某城市古罗马城遗址在城市道路部位的保护意大利某城市凯旋门遗存及残墙的保护三、瓷器瓷器是用特殊的粘土——高岭土烧制而成的,通常烧结温度较高,达1200—1500℃四、陶俑——秦兵马俑的保护秦兵马俑的制作原料是以绢云母、伊利石为主要成分的易熔粘土,经过挑选和粉碎,在范模成型基础上,再对陶坯进行捏塑粘贴、刀刻、划纹等技巧加工,然后在900℃(一)秦俑遗址的环境保护问题秦俑不能脱离它所依附的环境,环境对秦俑的保护至关重要。因此研究秦俑所在的环境是研究如何保护好秦俑的重要内容。秦始皇所建造的地下军阵,被发现并发掘后,用建筑物加以保护。保护秦俑既要保护俑坑遗址,也要保护每一个兵马俑及其周围的文物遗迹,包括各种建筑遗迹、木构件遗存、战车及兵器遗存等,还要考虑尚未发掘仍埋在地下的遗存环境,使它们不受到损害。因而需要了解已被发掘的俑坑环境与未发掘前的环境,并作比较分析,有哪些改变,哪些环境因素是最重要并可以控制或改善的,哪些不利因素仍需继续监测、试验、研究后加以解决的。
发掘前的秦俑环境据第二号俑坑的发掘资料表明,俑坑的营造方法均系地下土木结构建筑,过洞和部分长廊的地面均用青砖墁铺。过洞和土隔梁上密排着棚木,棚木上普遍压一层厚约2—10厘米的青灰泥,起到防渗水和防腐作用。在青灰泥上,便是不规整的夯土层或不加夯的填土,最上层是沙石土层和耕土层。经秦末汉初的兵乱,地下建筑被火焚塌陷,其覆盖土层呈韵律起伏状,下部成红烧土。三号坑未经火焚,且空间较小,系自然塌陷。后来俑坑又遭受数次大水灌入、浸渍,长期被埋在深4.5—6.5米的地下。被发掘前,它们较少受到外界温湿度和地下水的影响;由于青灰泥的保护作用,也不容易受地表降水的影响,即使俑坑位于骊山北麓,水土流失很多,仍未被扰动过,基本处于恒温恒湿和缺氧状态。这也是秦俑等文物能长期保存的原因。
发掘后俑坑及秦俑的环境变化从1974年6月对秦俑坑试掘到1976年回填建馆,这期间遗址与室外的环境一致,试掘的部分受日晒雨淋,属于环境急剧变化的时期,此时的遗迹最易变质,甚至消失。陶俑尤其是带彩绘的陶片会随土脱离、收缩、龟裂、酥碱。1977—1981年发掘的一、三号俑坑有保护棚,温湿度相对稳定,避免了日晒雨淋,至今已有20多年,这期间土坑遗址的变化是:土体由潮湿变干燥>90%—19%,由稳定开始变形,边墙及隔梁逐渐干缩、开裂、剥离、臌闪,表层土体风化、霉变等。修复后的陶俑受到降尘的危害,每个俑上的降尘量达1.6克/日,污浊、潮湿、温暖的空气与粉尘融合,对陶俑产生霉菌和酸的腐蚀。毛细水带着可溶盐,在俑底部聚集。冬季在零度以下的冻胀作用,对陶俑产生物理风化。
保持秦俑和遗址良好环境的必要条件大致有如下几方面:保持相对稳定的温度15—25°C和湿度RH60-70%;避免日光的直射;保持土体边坡的稳定及含水量W=12%;防止大量尘土在陶俑及遗址上的沉降;隔绝地下毛细水携带可溶盐对陶俑的侵蚀;防止地震等对陶俑造成倾倒的威胁;抑制霉菌、苔藓的生长。
可以看出,有些环境条件是相冲突的,如上面要求的温湿度正好是霉菌、苔藓生长的适宜环境。如此,就要求进行综合研究,确定哪种环境对陶俑及遗址的保存最有利作为主要因素,再用其他办法解决次要矛盾。
保护秦俑和遗址环境的几点建议:
1、继续对遗址博物馆内外的环境进行必要的监测
在博物馆院内适当的位置设立环境监测站,主要监测馆内小环境的气象要素及俑坑的温、湿度、墙温、气流、地温等。与环保部门配合测大气污染及TMP指标。观测时间为每季度一次,每次4天,每天4次。要与外界大环境监测资料一致,以便对照比较。最好在10年内观测3次。
对土隔梁及遗址侧壁的变形、位移(二维)进行定时(每年4次)、定点观测。可使用位移计或精密经纬仪测量,遇到位移明显部位,可加密观测次数。对遗址土质如夯土、红烧土的孔隙率、含水量、含盐量及成分、表面风化程度等进行测试。
上述资料能为土遗址的长期保存提供必要的科学依据。
2、土遗址的保护
重点要放在阻止边墙的开裂、塌落。宜采用土锚杆与局部灌浆的办法,使边墙稳固。锚杆类型,数量,锚固深度、方向,锚孔灌浆等参数,要进行现场拉拔试验后,才能做出设计。对土隔梁除用拉杆固定外,其表面可采用泥浆加防水、防尘剂加以表面封护。防护剂除用有机硅系列外,还可选用如硅丙乳液、石灰水加黄土、膨润土等。
陶俑底部可采用土工织物等既隔水又透气的材料,以防止毛细水和有害盐类的侵蚀。
3、对博物馆建筑的改造
应使馆内有调节温、湿度的功能,还要具备通风,防止浮尘飘扬的装置。观众入口处要有防止带入尘土及有害物质的措施,做好观众管理、疏导工作。
4、保持秦俑的稳定与安全
为防止陶俑因震动而倾倒,可在修复过程中,在底座或中空的腿部,加入能稳固、压重的附加装置,当然应该是可逆的。如条件允许,可采用美国盖蒂博物馆对造像采用的防震技术。
(二)秦始皇兵马俑被誉为世界第8大奇迹,尤其是作为陶俑雕塑补充的彩绘,对研究秦代军人的服色和服装来源、秦代科学技术和雕塑艺术等有着十分重要的意义。但由于生漆底层对外界环境的变化高度敏感,因此,兵马俑出土后很快发生起翘和卷曲,造成整个彩绘层脱落,而以生漆为底层的彩绘陶质文物保护是一个世界难题,没有任何经验和技术可以借鉴,如何将艳丽的秦俑彩绘保留下来成为当务之急。首次用激光全息摄影技术对彩绘机理和加固保护效果进行研究和评估,采用聚乙二醇与聚氨酯乳液和单体渗透———电子束辐射聚合两套保护方法保护秦兵马俑彩绘已经取得成功。这是秦俑彩绘保护技术研究课题组经过10多年的钻研对这一国际性技术难题研究取得的重大突破。这一研究成果获得国家科技进步二等奖,陕西省对这一成果进行了奖励。
1987年,秦兵马俑博物馆成立了课题组,后来又与德国巴伐利亚州文物局合作,开始对彩绘保护技术进行全面系统研究。经过10多年的艰苦攻关,课题组首先发现秦兵马俑彩绘是由底层生漆和颜料层构成的,并证实其有机层是用中国生漆制作的,在有确切出土地点和年代的秦俑上,首次发现了20世纪80年代才被人们认识的紫色硅酸铜钡颜料,在此基础上,他们运用聚乙二醇与聚氨酯乳液和单体渗透———电子束辐射聚合两套保护方法对秦俑彩绘进行保护,成功有效的保护了一批出土的珍贵彩绘陶俑,不但使以后出土的秦俑保留彩色成为可能,也为保护我国出土的其它古代漆底彩绘提供了技术支持。(三)
秦俑的霉菌腐蚀问题
在二号坑挖掘过程中,曾受到了较大面积的霉菌侵蚀.因为大面积地挖掘工作使得土壤中的湿气上升,而空气中游离着的一些霉菌孢子,遇到了适宜的温度和湿度就会附着在物体表面生长.大型遗址都会遇到“霉菌”问题,其原因主要就是温度和湿度适合霉菌生长.
因为陶俑表面比较光滑,霉菌在其表面的附着能力差,一般不会对陶俑产生影响,尚构不成重大侵害.
二号坑出现霉菌后,秦俑博物馆组织文物保护科技人员做了大量工作,对霉菌成因、霉菌区系进行了较为详细的调查研究,经过实验室和现场对比实验,筛选出了数种防霉剂及多个复配配方,采取了综合治理措施,及时采取了诸如喷洒防霉药、改善通风条件等措施,已控制住了霉菌的大面积生长,随着挖掘面积的减小(1996年挖掘面积减少到过去的几十分之一),湿度情况(已经减弱)、通风条件也得到了改善,少量的霉菌对其已构不成严重威胁.目前,研究人员还在尝试使用物理方法防霉,即使用“宽带技术”(音,微波的一种)来灭掉霉菌,同时它还能杀害昆虫.石质文物石质品的保护处理可以分为四大内容:表面清洗,表面加固,断裂联接和填充裂缝,防护性处理。
在实际的保护处理过程中,并不完全包括以上所有内容,其处理的内容和步骤完全取决于石质品的状况。一般情况下,最好是先清洗石质品的表面,但是如石质品损坏相当严重,即使最温和的清洗方法,都会危及到石质品,那么就必须先加固石质品的损坏部位。在另外一些情况下,如果使用比较好的保护材料,也可以不进行表面加固,或者填充裂缝等。
对于每一处理内容来讲,所处理的方法和所用保护材料不仅取决于这些材料的性质,而且还取决于石质品的岩石结构和矿物性质、材料的变伴程度及使用的环境状况。
这里要强调,保护处理材料的使用方法非常重要,即使是一种理想的保护材料,如在处理时使用不当,也会造成不良的结果。
所以,在评价石质品的保护处理效果时,要综合评价保护材料和处理方法,这一点很重要。一、表面清洗
(一)清洗方法的类型
石质品的表面清洗就是除去石质品表面的一切有害物质,如水溶性盐、难溶性硬壳、灰尘烟垢、以前处理的残留物、微生物及杂草等。表面清洗应该满足以下条件:(1)能有效地清除掉石质品表面的有害物质;(2)清洗时操作人员的每个动作都应小心谨慎;(3)清洗方法不应产生任何危及将来重复保护处理的物质;(4)清洗时不应引起任何新的严重划痕、裂隙、或其它损伤石质品表面的现象。
这就是说,表面清洗非常必要,但须谨慎操作,以避免损伤石质品表面。所以石质品的清洗有一定的技巧,应确保清除掉有害物质,同时又避免损伤文物。这样,清洗工作须由那些有经验的专业人员进行。
根据清洗部位的具体情况,常常需要用几种清洗方法。首先应该了解所清除物质的性质、石质的状况、清除部位的形状(平面或者曲面)、所清除物质的化学性质及清洗材料的性质和所用工具(决不能使用未知成分的清洗剂),以避免产生不良后果。所以,要通过试验来确定合适的清洗方法和操作程序。
按照所用清洗剂和处理技术特点的不同,清洗方法可以分为四类:水清洗法;化学清洗法;机械清洗法;热清洗法。在实际应用中还有其它方法,不过是这四种方法的综合。上述方法中,有的只能用于一般性建筑物表面,但决不能随便用于具有很高历史和艺术价值的文物表面的清洗。
(二)水清洗法
水清洗法在清除石质品中的水溶性盐时很有效,其处理效果的好坏主要取决于操作方法。
1、水浸泡法。这种方法仅用于比较坚固的小型石质品,最有效的作法是把石质品浸泡在去离子水中。但如果石质品的状况不好并且含有大量水溶性盐,完全浸泡除盐就比较危险,因为快速的水合作用和快速溶盐会导致石质品出现块状脱落。
2、高压喷水法。用这种方法清洗建筑物表面,既方便,费用又不高。如果用高压喷水法清洗石质品表面,就会导致块状塌落,而且操作人员无法控制。
这种方法当然不宜于处理文物雕刻作品和古建筑。对于一些不太重要的建筑物墙壁,如果空隙度较小,吸水性弱的话,可以在小于2-3个大气压下进行清洗。
3、低压喷水法。低压喷出的水较柔和,而且容易控制。但在清洗时比较费时费水,同时渗进石质中的水也要多些。从而会引起溶解盐的迁移和微生物的生长及一些小斑点的出现。另外,用这种方法也很难获得令人满意的艺术效果。
4、水蒸气清洗法。这种方法用于石质品表面清洗,效果很好。但蒸气温度过高,会有危险,特别是损坏比较严重的石质品。
这种方法在工业上的实现是在压力为(5-10)x1O5Pa下,蒸气水和液体水混合使用。与喷水法不同,水蒸气法可以用于已损坏的和多孔的石质品表而的清洗,也可以用于文物雕刻品和古建筑表面的清洗。
5、雾化水淋洗法。水通过很窄的喷嘴喷出,就会形成雾化的水。雾化水在空中悬浮,然后慢慢落在所清洗的石质品表面。这种淋洗作用非常轻柔,而不会产生任何冲击作用,而且比一般象雨水那样的淋洗要快,这是由于雾化水覆盖的面积大的缘故。
这样,用少量的水,我们就得到了同样的处理效果,从而避免了水渗透的危险。为了增加水的溶解作用,加快水溶性盐的消除,我们建议用去离子水。为减少处理费用,我们可以把水收集起来,过滤,通过离子交换树脂处理后,重新使用。可以通过一种负离子树脂处理后,得到去离子水。这种负离子树脂能够捕获硫酸根离子(SO42-),而释放出碳酸氢根离子(HCO3-),当雾化去离子水接触到石质品表面时,就会有新生成的碳酸钙沉淀,从而获得满意的清除效果。
但必须指出,在处理孔隙度较大或损坏较严重的石质品时,即使这些温和的处理方法,仍存在危险,而不它使用。
6、吸附脱盐法。这种方法能够延长水与石质品表面的接触时间,同时降低水的渗透深度。不久前有人用过这种万法,他们用塑料薄膜或铝箔把吸附材料覆盖起来,其目的在于防止水蒸发。之后,揭开塑料薄膜,使里面的吸附材料干燥,吸附材料内水分的蒸发使得所溶解的物质(主要是盐)析出而沉积在其表面。一些纤维性材料可以用作吸附材料,如纸浆、纸巾、脱脂棉、木浆及象海泡石和活性向土等粘土性矿物。这里用去离子水湿润吸附材料。这种清洗方法对于清除水溶性盐特别有效,而又不会损伤石质品。一般情况下,重复处理可以获得更令人满意的效果。
我们通过测定吸附材料的电导率,就可以知道是否除掉了盐。在开始时,电导率数值很快增大,到出现一个稳定数值时就表明没有必要再继续除盐了。
用其它化学溶剂,湿润吸附材料,可以帮助我们清除掉石质品表面的非水溶性物质,如有机溶剂、表面活化剂及其它混合溶剂等。
(三)化学清洗法
1、强碱强酸清洗法。强碱强酸溶液早已用于工业上的清洗,即使在今天还在使用。这种方法既快,费用又不高。但是强碱强酸不宜处理石质文物,因为这太危险。在强酸中,常常使用盐酸,因为盐酸也相当便宜。用盐酸处理石质品,很容易清除掉钙类硬壳,如喷泉中的积垢,但我们无论如何也无法防止盐酸问石质内渗透。盐酸渗透到石质机会与某些矿物反应,这对大理石和石灰石尤为危险。
此外,对于含铁化合物的彩色石来讲,盐酸与其反应会有氯化铁生成。氯化铁是水溶性盐,它最终会水解,其颜色也会变化,从而在表面形成不美观的晕影和污迹。这样,氯化物作为副产物残留了下来,氯化物同样对石质品有危害作用。
氢氟酸和氟氢酸铵也同样存在渗透的危险,从而与石质中某些矿物反应,这种情况操作人员难于控制。然而,与盐酸不同,氢氟酸的副产物是CaF2,CaF2是一种低溶解度的盐,它对石质有加固作用。
这里要说明的是氢氟酸对操作人员比较危险,所以,要求操作人员必须使用防护面罩。
以前工业清洗曾用强碱溶液(如NaOH)。清洗后接着用酸处理(如HCl),其目的是中和碱,最后用水冲洗。这种方法由于完全中和酸碱和除盐都存在一定的难度,所以用强碱清洗相当危险。因此,即使一般普通石质品和建筑物也不宜用这种方法清洗。
2、离子交换树脂清除法。用离子交换树脂可得到去离子水外,离子交换树脂制成糊状(用去离子水和细粉末树脂搅拌成糊状)可以用于清除石质品表面的污物。
根据离子交换树脂活性基团的化学性质,它们可以呈酸性,也可以呈碱性,从而溶解碳酸盐、硅石或硅酸盐。在实际处理过程中,其溶解作用相当慢,并且只在湿润的离子交换树脂与石质表面接触的部分才发生溶解,而只要刮掉糊状物,溶解反应马上停止,没有任何渗透的危险。
这里所使用的离子交换树脂必须纯(分析纯),而且颗粒要细(100-200目),所以,即使树脂可以重复使用,这种方法的费用仍然较高。从这一角度考虑,离子交换树脂法也只宜于清洗价值比较高的石质文物作品。
3、胶粘性糊状物清除法。这种糊状物可以通过在弱碱溶液中加胶粘性触变剂配制而成,可以在垂直面上和天花板上使用,而不会掉下来。另外,这种糊状物比喷洗和刷洗的作用时间要长些,还可抑制其溶液向石质内渗透。
在使用糊状物期间(通常至少为一小时),为便糊状物保
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