青铜文物保护技术

     铜是人类历史上最早通过冶炼而使用的金属之一，铜的使用可追溯到新石器时代晚期，当时制陶业已经达到了较高的水平，彩陶文化的艺术和相关技术为青铜器铸造中涉及的泥范、造型、纹饰、冶炼等工艺奠定了基础。目前人类发现的最早的自然铜制品出土于9000年前的西亚地区，最早的锡青铜始于距今4750年的西亚两河流域乌尔王朝。中国甘肃东乡林家马家窑文化的青铜刀是迄今发现的中国最早的青铜器物，其年代约公元前三千纪初期，与乌尔青铜同时。此外，马厂文化的青铜刀约为公元前三千纪后期，与印度河流域哈拉帕文化发展锡青铜的时代和东南亚泰国北部嫩诺塔(Nor Nok Tha)出土的锡青铜时代为同期，是我国早期冶金的见证。

     青铜器在古代主要是铜和锡、铅的合金。在铜器铸造过程中适当的加入锡、铅可降低铜的熔点、增加流动性和充型性能、提高铜器的硬度。古代工艺大师总结的铸造青铜器合金比例“六齐”是当时科技发展水平的代表。虽然当时实际器物的成分比例要复杂得多，但按功能主要有礼器、工具、兵器和铜镜几大类。陕西临潼出土的秦铜车马，根据车马不同部位的功能采用不同比例的合金铸造，其科学性与合理性令现代科学工作者惊叹不已。

     我国的文物考古工作者从距今5800年的仰韶文化层中发现了铜的冶炼遗迹。在距今4200～3800年齐家文化层出土的青铜器中有斧、铲、凿、人头刀、镜等。二里头文化遗存中的青铜器主要为工具、兵器、礼器、乐器和装饰品。生产工具有刀、锛、凿、鱼钩等；兵器有戈、戚、镞；乐器有铃；礼器有形制较复杂的典型的青铜容器爵和斝。

     对古代青铜器的科学研究，会发现青铜器所蕴含的内容、信息十分丰富，不同的学科会有不同的收获：美术工作者从青铜器的造型和纹饰中总结出古人造型、绘画的语言，简洁、朴实艺术的精华，或大气磅薄,一鼎定乾坤,或巧夺天成,马、燕之间,飞奔一气呵成；从书法艺术角度讲，青铜器上的金文应是现代书法艺术的鼻祖；冶金专家看到的是古代铸造工艺的进展，从模、范的辩证关系、多层繁缛花纹的制作，到铸、焊、铆连接，分工合作，规模化的生产，科学的思想（成分比例）、艺术的想象力与经验的积累得到充分的展示；史学家从铭文、造型和纹饰的发展等发现和验证重要的史实，造型、纹饰的发展具有时代发展的客观规律与特征，铭文不仅成为确凿的科学史料，同时反映了当时的社会礼俗、重要历史事件等，撰写了不同时期社会发展的文明史卷；科学工作者则从器物的内部元素、组织结构和微观形貌探究到人类智慧的光芒。青铜器是古代先民用聪明和智慧给我们留下极富内涵的珍贵宝藏。

青铜器上的病害及其分类

    古代青铜器一般为铜、锡、铅的合金，锡可以和铜形成不同比例的固溶体，而铅则游离在铜锡合金之间。从原子活泼次序上来讲，锡铅都更活跃，易腐蚀，只是在特定的条件下，锡铅腐蚀产物的积累对继续腐蚀是一种阻碍，因而腐蚀产物中溶度积较小的铜更易流失。青铜器的腐蚀一般可分为阳离子和阴离子控制的腐蚀。在阳离子控制的腐蚀过程中，阳离子如铜或锡离子，扩散到金属表面并控制着腐蚀反应速度。通常，这是一个很缓慢的形成铜锈的过程，尤其是形成氧化亚铜层，该氧化亚铜层可以保持器物原来的外形特征。在阴离子控制的腐蚀过程中，腐蚀的发生将伴随着在腐蚀界面间产生很大的体积变化，其结果会形成较厚但不连续的腐蚀产物。迁移速率高的离子，如氯离子，在阴离子控制下会积极推进腐蚀过程。作为阴离子它很容易从周围的环境中迁移到器物表面，从而加速腐蚀，并且产生容易剥离的腐蚀层。但无论何种机理造成的腐蚀都会大大削弱青铜器抵抗外部环境冲击的能力，从而产生各种病害。

    按照2008年国家文物局颁布的《馆藏青铜器病害与图示》标准，青铜器的病害是指青铜器因物理、化学及生物因素而造成的损害。带有各种病害的青铜器犹如年迈的老人，需要适时的治疗和精心的养护，保存在适宜的洁净和稳定环境中。《馆藏青铜器病害与图示》就是在对青铜器病害定义的基础上，确定了对应的病害图示符号，使大家在直观上对青铜器的病害有了较为统一、规范的认识。

病害一般分为物理、化学和生物病害，具体在文物上常常是几种病害混杂在一起。

从表观上看，青铜器的主要病害有：

残缺：残缺是指青铜器受物理和化学作用导致的基体缺失。

裂隙：裂隙是指青铜器表面或内部开裂形成的缝隙。

变形：变形是指青铜器因受外力作用,致使形状发生改变。

层状堆积：层状堆积是指青铜器因发生层状腐蚀而导致其腐蚀产物分层堆积的现象。

层状剥离：层状剥落是指青铜器因物理、化学等因素造成腐蚀产物的体积比原金属体大，从而导致表面覆盖物分层脱落。

孔洞：孔洞是指青铜器腐蚀形成的穿孔现象。

瘤状物：瘤状物是指青铜器局部隆起的块状物。

表面硬结物：表面硬结物是指青铜器表面的硬质附着物，常覆盖铭文及花纹。

通体矿化：通体矿化是指青铜器因腐蚀程度过重而导致器物整体矿化呈酥松发脆状态。

点腐蚀：在点或孔穴类的小面积上的腐蚀叫点腐蚀。这是一种高度局部的腐蚀形态，孔有大有小，一般孔表面直径等于或小于它的深度，小而深的孔可能使金属穿孔；孔蚀通常发生在表面有钝化膜或有保护膜的金属。

缝隙腐蚀：金属表面由于存在异物或结构上的原因而形成缝隙（如铆缝﹑垫片或沉积物下面等），缝隙的存在使得缝隙内的溶液中与腐蚀有关的物质迁移困难，由此而引起的缝隙内金属的腐蚀，称为缝隙腐蚀。

全面腐蚀：腐蚀分布在整个金属表面上（包括较均匀的和不均匀的）。在全面腐蚀过程中，进行金属阳极溶解反应和物质还原反应的区域都很小（甚至是超显微的），阴、阳极区域的位置不固定，在腐蚀过程中随机变化，结果使腐蚀分布非常均匀，危害也相对小些。

    《馆藏青铜器病害与图示》标准给出了以下图形为主要特征记录，青铜器病害类型的符号主要用于文物保护修复档案记录和文物保护修复方案编写中青铜器病害图的绘制。随着科学的进步、人们对事物的深入认识和考古工作的进一步开展，青铜器上将会不断有新的病害形式被发现。

     青铜器的腐蚀产物主要有氧化物、硫化物、硫酸盐、碳酸盐、磷酸盐、硝酸盐、氯化物、氟化物等。

     现今，在文物保护研究领域，研究者已应用大量科学技术分析手段，对文物上的各种病害的认识也逐渐从表观到本质，从定性到定量，并逐渐明了其生成和发展机理，从而能够科学的界定有害锈蚀的本质。

     众所周知，在青铜器的病害中最为严重，而且最需要研究的就是人们常说的“青铜病”。有人把“青铜病”喻为青铜器上的“癌症”，表明是青铜器上难以治愈的痼疾。过去中外诸多有关青铜器腐蚀和保护的研究主要都是围绕这一主题的，相关讨论的术语包括“粉状锈”、“氯化亚铜”等，目前，对于“青铜病”的概念在国内外没有完全统一。David. A Scott将“青铜病”定义为一种现象，一种循环腐蚀的过程。而国内有人将“青铜病”和“粉状锈”等同起来。

实际上，“粉状锈”是国内早期人们对青铜器表面活性腐蚀现象的一种认识，由于当时分析技术条件所限，只能从表观定义为淡绿色粉状腐蚀产物。但是从科学的角度来讲这是不严谨的，许多青铜锈蚀产物的混合物都可能是这样一种现象，如孔雀石与二氧化锡的混合物，而这种混合物是相对稳定的。

“粉状锈”从其内涵来说，应是一种能够继续产生新的腐蚀，对青铜器长期保存有危害的腐蚀产物，从这个角度讲应当是或必须有碱式氯化铜组分。碱式氯化铜有四种同分异构体，在文物上主要为氯铜矿和副氯铜矿。在不同的条件下（如一定的湿度、酸度）他们分别有一定的活性，从而造成器物的不稳定。

然而，事实上，对青铜器安全保存最具有威胁的是氯化亚铜，氯化亚铜自身不稳定，在一定的氧、湿气存在的条件下，局部产生对文物腐蚀性很强的盐酸，形成自催化的循环腐蚀过程。氯化亚铜是由于在地下埋藏缺氧环境中产生的，一般不会出现在器物的外表面，所以一般不列入人们通常所指的“粉状锈”概念中。

     综上所述，“青铜病”作为外来语，表述为一种正在进行的动态的循环腐蚀的过程，其也更好的表述了青铜器继续腐蚀的根源。