高錫青銅鏡研究與科技保護(hù)

摘要：中國青銅器鑄造歷史悠久，早在先秦時期就已形成一套穩(wěn)定的合金鑄造配比體系。高含錫量的青銅器多見于兵器、銅鏡等類型器物，能夠滿足器物硬度需求，同時也導(dǎo)致材質(zhì)變脆而容易發(fā)生斷裂。對存在斷裂、殘缺以及有害銹病害的青銅鏡進(jìn)行保護(hù)修復(fù)是青銅鏡保護(hù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，本文對兩件山東臨沂地區(qū)出土的漢代青銅鏡進(jìn)行分析研究，針對其病害特點(diǎn)實(shí)施了保護(hù)。

關(guān)鍵詞：高錫;銅鏡;保護(hù);修復(fù)

一、高錫青銅鏡

1.1高錫青銅

青銅是金屬冶鑄史上最早的合金，在純銅中加入錫或鉛的合金，能夠提高器物硬度、降低冶煉熔點(diǎn)。中國古代手工業(yè)技術(shù)文獻(xiàn)《考工記》中記載了不同用途的青銅器鑄造時銅與錫的配比，《呂氏春秋·別類》說：“白所以為堅也，黃所以為牣也，黃白雜則堅且牣，良劍也”，即青銅劍不同部位不同的銅錫配比有利于提高劍的性能[1]。這說明早在先秦時期已形成了一套穩(wěn)定的合金成分配比體系。

當(dāng)今出土青銅器鑄造工藝研究一般把古代青銅器按照錫含量劃分為低錫和高錫兩類，錫量 17%作為分界點(diǎn)[2];北京大學(xué)陳建立[3] 團(tuán)隊在研究中把錫含量細(xì)分為低錫、中錫、 高錫和超高錫四類，分別以 2%、8%、14%—20%作為分界點(diǎn)。高含錫量的青銅器多見于兵器、銅鏡、農(nóng)具等類型器物，質(zhì)地堅硬，能夠滿足器物硬度需求。本文以錫量> 17%作為高錫青銅。

1.2 青銅鏡

“清冶銅華以為鏡，瑩光如水照佳人”，銅鏡自戰(zhàn)國開始流行，在西漢時期得到了蓬勃發(fā)展。至唐代，銅鏡鑄造達(dá)到頂峰，豐富的紋飾、多樣的造型[4]，體現(xiàn)了古代工匠們精湛的鑄造技術(shù)[5]。銅鏡合金基本為含鉛高錫青銅材質(zhì)[6] 。董亞巍先生在《論古代銅鏡合金成分與鏡體剖面幾何形狀的關(guān)系》[7]一文中，對不同時期的各種銅鏡成分作了深入的分析，發(fā)現(xiàn)銅鏡錫含量保持在23%—24%為最佳值，有利于鏡面拋光，能夠保證銅鏡的映照效果。

俗稱的銅鏡“漆古”現(xiàn)象，是高錫青銅鏡在一定的埋藏環(huán)境下經(jīng)過長期自然腐蝕形成的?！捌峁拧笔敲枋鑫奈锿庥^比較常用的術(shù)語，形容器物表面致密光滑，晶瑩如釉質(zhì)光澤。宋代趙希鵠在《洞天清祿集·古鐘鼎彝器辨》中說，“銅器墜水千年，則純綠色而瑩如玉”，描寫的就是“漆古”現(xiàn)象?！熬G漆古”表層光亮碧綠，“黑漆古”呈現(xiàn)明亮的黑漆色，“水銀古”呈現(xiàn)光亮的銀白色。經(jīng)分析檢測，“漆古”主要成分是二氧化錫[8]（SnO2）納米晶體，二氧化錫具有金剛石類型光澤，透明度為半透明至透明，漆古銅器表層的光亮透明特性即來源于此。高錫青銅鏡還具有優(yōu)良的抗腐蝕性能，對青銅基體具有保護(hù)作用，受到考古、文物保護(hù)、化學(xué)、材料學(xué)等專業(yè)學(xué)者的廣泛關(guān)注，對“漆古”器物的成分、結(jié)構(gòu)、形成原因等方面開展了大量的研究工作[9]。

二、山東出土的漢代高錫青銅鏡

漢代是我國銅鏡發(fā)展的重要時期，漢鏡出土的數(shù)量最多，而且紋飾內(nèi)容豐富、制作精巧，具有很高的藝術(shù)性和裝飾性。由于漢鏡含錫量高，經(jīng)過上千年的埋藏，出現(xiàn)了很多“漆古”類銅鏡。本文分析的兩件漢代青銅鏡均出土于山東臨沂莒南地區(qū)。臨沂有著源遠(yuǎn)流長的歷史和積淀豐厚的文化，莒南縣位于臨沂東南部，為莒文化中心地區(qū)之一，地上地下文物極為豐富。何堂坤在《臨沂銅鏡表面分析》[10]一文中研究指出，位于我國北方的山東臨沂地區(qū)，出土的青銅鏡以漆古銅鏡居多。青銅鏡高錫含量在提高銅鏡硬度的同時也使得合金發(fā)脆易斷，因此出土青銅鏡受到不當(dāng)發(fā)掘等因素導(dǎo)致斷裂現(xiàn)象普遍[11]。同時由于環(huán)境變化、保存條件不利等因素的影響，致使青銅器產(chǎn)生新的病害，日積月累的共同作用使文物的壽命受到極大的威脅。

在對青銅鏡進(jìn)行保護(hù)修復(fù)之前，應(yīng)根據(jù)保存狀態(tài)和銹蝕情況對器物進(jìn)行仔細(xì)的觀察、科學(xué)的檢測，明確器物上出現(xiàn)的各種腐蝕及病害，以指導(dǎo)青銅鏡的科學(xué)保護(hù)修復(fù)。

2.1西漢四乳四虺鏡

如圖1、2所示，西漢四乳四虺鏡出土于山東臨沂莒南，直徑11.2、緣厚0.55厘米，重量為0.249千克。該鏡圓形，素緣，圓鈕，座內(nèi)上下左右裝飾對稱三弧線及半圓，座外四虺紋相間以四乳釘，四乳有圓座，四虺成鉤形軀體，兩端同形，虺紋兩側(cè)裝飾有鳥獸。主紋以兩周櫛齒紋為廓，造型飽滿、形象活潑。銅鏡整體“黑漆古”包漿微閃銀灰色。該銅鏡病害主要為斷裂、兩處殘缺、點(diǎn)腐蝕以及表面硬結(jié)物，病害嚴(yán)重，亟需保護(hù)修復(fù)。

2.1.1四乳四虺鏡合金成分分析

使用便攜式X射線熒光能譜分析儀對四乳四虺鏡進(jìn)行半定量無損分析，儀器為Thermo scientific XL3。在青銅鏡鏡背素緣處表面測試 3—5個點(diǎn)，以保證測試的準(zhǔn)確性，測試結(jié)果顯示含錫量均為28.1%—28.3%之間，驗(yàn)證了該“黑漆古”銅鏡為高錫含量青銅鏡，符合漢代銅鏡鑄造合金比例。

2.1.2四乳四虺鏡銹蝕硝酸銀溶液定性檢測分析

通過肉眼觀察，四乳四虺鏡表面及殘缺斷裂面處銹蝕為淺綠色粉狀銹蝕，為確認(rèn)該銹蝕是否為有害銹，采用硝酸銀滴定分析法進(jìn)行檢測。粉狀銹取樣、溶解、過濾后，用硝酸銀溶液滴定，結(jié)果顯示樣品溶液瞬間變渾濁，說明樣品中含有大量氯離子，淺綠色粉狀銹蝕為有害銹。

2.2東漢四乳鳥獸鏡

如圖3、圖4所示，該四乳鳥獸鏡圓形鈕，圓座，中區(qū)飾四乳間以四組鳥獸紋，外區(qū)飾三角鋸齒紋，厚緣，鏡面整體生成“黑漆古”銹膜，鏡背大部分區(qū)域顯示出光亮的水銀沁。直徑15、緣厚0.4厘米，重量為0.141千克。病害斷裂為兩塊，鏡背紋飾處附著有泥土導(dǎo)致紋飾不清晰，靠近邊緣區(qū)域有幾處淺綠色銹點(diǎn)，鏡面有明顯的劃痕、修復(fù)痕跡，貼有標(biāo)簽。修復(fù)后可見該銅鏡鋸齒紋及鳥獸紋雕刻飽滿細(xì)膩、栩栩如生，加之“漆古”光澤，更顯古色古香。

2.2.1四乳鳥獸鏡合金成分分析

在四乳鳥獸鏡鏡背邊緣處“黑漆古”區(qū)域表面測試 3—5 個點(diǎn)進(jìn)行X射線熒光能譜無損分析，測試結(jié)果顯示含錫量均為21%左右，結(jié)果表明該銅鏡為高錫青銅鏡。

2.2.2四乳鳥獸鏡銹蝕物相結(jié)構(gòu)分析

使用X射線衍射儀對青銅鏡背綠色銹蝕進(jìn)行物相結(jié)構(gòu)分析，通過檢測腐蝕產(chǎn)物的化學(xué)組成，為后續(xù)有害銹清理和緩蝕封護(hù)提供依據(jù)，結(jié)果表明該銹蝕主要成分為堿式氯化銅，為有害銹。

三、高錫青銅鏡的科技保護(hù)

根據(jù)現(xiàn)代文物修復(fù)理念，遵循最小干預(yù)原則、可逆性原則以及可辨識性原則，針對這兩件青銅鏡表面硬結(jié)物、斷裂、殘缺、有害銹的病害特點(diǎn)，制定保護(hù)修復(fù)流程，包括表面清理、除銹、緩蝕、粘接補(bǔ)配、做舊和封護(hù)。

3.1表面清理

表面清理以機(jī)械方法為主，采用竹簽、手術(shù)刀、噴砂機(jī)、超聲波潔牙機(jī)等工具進(jìn)行去除，特別是對于銅鏡斷裂面也要重點(diǎn)清理干凈，采用棉簽蘸乙醇溶液滾動擦拭的方法，以保證后續(xù)粘接效果。對堅硬的土漬等表面硬結(jié)物，可采用乙醇溶液、EDTA二鈉鹽溶液等將硬結(jié)物軟化后再進(jìn)行機(jī)械清理。

3.2去除有害銹

有害銹是青銅器病害中最嚴(yán)重、破壞性最大的病害，會導(dǎo)致器物紋飾脫落、基體礦化，需及時、徹底清除。這兩件銅鏡銹蝕均為有害銹，先用不銹鋼針、手術(shù)刀等工具進(jìn)行機(jī)械清理，在此基礎(chǔ)上再實(shí)施化學(xué)方法處理。針對這兩件青銅鏡有害銹蝕均呈點(diǎn)狀分布的情況，主要采用鋅粉法和過氧化氫法，反應(yīng)迅速且不會影響非銹蝕部位的形貌。實(shí)施化學(xué)除銹需用清水徹底清潔，以清除殘留的化學(xué)試劑。

對四乳四虺鏡采用鋅粉法除銹。將乙醇調(diào)和好的鋅粉涂敷在有害銹區(qū)域，使鋅粉與有害銹充分發(fā)生反應(yīng)，此方法重復(fù)操作，直至不再檢測出有害銹氯離子。

對四乳鳥獸鏡采用過氧化氫法。配制低濃度的雙氧水溶液，用滴管小心滴加到有害銹部位，觀察氣泡的溢出，待氣泡減弱后，進(jìn)行再次滴加，直至不再產(chǎn)生氣泡。

3.3緩蝕

為阻止青銅鏡銹蝕繼續(xù)蔓延，對去除有害銹后的青銅鏡，用苯并三氮唑（BTA）溶液采取刷涂的方法進(jìn)行緩蝕，利用BTA與銅元素的結(jié)合，降低銅與外界腐蝕性物質(zhì)的反應(yīng)能力，以達(dá)到對銅鏡緩蝕保護(hù)的目的。

緩蝕工作完成后，還需對青銅鏡進(jìn)行穩(wěn)定性檢查，以檢驗(yàn)青銅器有害銹中的氯離子是否被清除干凈。具體方法是把銅鏡放入恒溫恒濕箱內(nèi)，將溫度調(diào)整到30℃，相對濕度調(diào)整到80%，在此高溫高濕環(huán)境下48小時以內(nèi)無粉狀銹點(diǎn)出現(xiàn)，說明有害銹已被清理徹底。

3.4修復(fù)

修復(fù)工作以傳統(tǒng)修復(fù)工藝為主，融合現(xiàn)代新材料和新工藝。斷裂和殘缺是高錫青銅鏡的普遍病害。針對這兩件青銅鏡斷裂和殘缺病害狀況，對相關(guān)部位進(jìn)行粘接和補(bǔ)配。

粘接時首先選擇性能優(yōu)良的黏合劑。選擇幾種常見的黏合劑進(jìn)行黏結(jié)試驗(yàn)，通過黏結(jié)強(qiáng)度對比，選擇使用Hxtal環(huán)氧樹脂膠黏劑，將Hxtal膠黏劑涂抹在接縫處，輔助使用熱熔膠棒幫助固定至完全固化。

補(bǔ)配時，首先根據(jù)銅鏡的對稱性翻制模具，再用填充材料補(bǔ)缺。通過試驗(yàn)石膏、蠟片、硅膠等翻模材料，選擇硅膠翻模的方法能把虺紋翻制得更細(xì)膩。由于該銅鏡殘缺面積較小，選擇環(huán)氧樹脂膠作為補(bǔ)配材料。在硅膠模上涂上一層脫模劑，調(diào)好環(huán)氧樹脂膠澆注在模具上，樹脂固化以后取下硅膠模即可。粘結(jié)、補(bǔ)配后的青銅鏡需要在接縫處使用環(huán)氧補(bǔ)土進(jìn)行補(bǔ)膩?zhàn)右约按蚰?，然后調(diào)制天然礦物顏料在修復(fù)部位進(jìn)行做舊處理。

3.5封護(hù)

表面封護(hù)能夠減緩環(huán)境變化對青銅鏡產(chǎn)生的影響。對鏡面和鏡背分別刷涂丙烯酸樹脂材料Paraloid B72溶液，對其進(jìn)行封護(hù)處理。為了更長久穩(wěn)定地保存，建議青銅鏡的保存溫度為20℃± 2℃，相對濕度低于45%，相對濕度日波動范圍小于5 %。

四、結(jié)論

本文分析了高錫青銅和銅鏡的合金特點(diǎn)，對山東臨沂地區(qū)出土的兩件漢代青銅鏡進(jìn)行了分析研究與保護(hù)。通過X射線熒光能譜無損分析驗(yàn)證了這兩件漆古銅鏡為高錫青銅鏡，含錫量均為20%以上，符合典型漢代銅鏡合金鑄造比例。依據(jù)文物保護(hù)修復(fù)原則，對其進(jìn)行了可辨識性保護(hù)修復(fù)，通過清理、除銹、黏結(jié)、封護(hù)等處理，能夠有效減緩青銅鏡腐蝕速度，也滿足了博物館陳列展覽的需要。

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作者簡介：

崔麗娟，理學(xué)碩士，山東博物館館員，研究方向：文物保護(hù)