出土青銅器怎么除銹正確方法解析
中國(guó)的青銅時(shí)代是以奴隸占有制為主導(dǎo)生產(chǎn)方式的時(shí)代,前后共持續(xù)了十五個(gè)世紀(jì)之久。剛出土的青銅器難免會(huì)有銹跡,出土青銅器怎么除銹呢?接下來(lái)就和小編一起來(lái)了解一下關(guān)于出土青銅器除銹正確方法,歡迎閱讀!
出土青銅器的機(jī)械除銹法
分為手工操作和機(jī)械操作。手工操作:多用于已暴露在青銅器表面上的粉狀銹??梢杂酶鞣N工具,如不銹鋼針、錘子雕刻刀、鑿子、鏨子、不銹鋼手術(shù)刀、多功能刻字筆、潔牙機(jī)等,直接在器物上操作,細(xì)心地將粉狀銹剔除。在粉狀銹去除后,往往會(huì)發(fā)現(xiàn)一層很薄的銅,這并不 青銅器的銅體,而是氯化銅水解過(guò)程中產(chǎn)生的銅。它的下面常掩蓋著許多灰白色的氯化亞銅,因此,用鋼針刺穿薄層銅質(zhì)后,發(fā)現(xiàn)確系氯化物可將其去除,直至見(jiàn)到銅體為止。機(jī)械方法包括:挖剔、削切、刮磨、鋸解、掃刷、吹掃、打磨等。機(jī)械操作有:噴砂機(jī):可用于清除金屬表面上的銹蝕和腐蝕產(chǎn)生,它的去銹原理是利用氣壓噴射金屬微粒,銹會(huì)被迅速去除。該方法一是快速,二方便,三去銹面積可大可小,這一點(diǎn)比激光器去銹、超聲波去銹有更大優(yōu)勢(shì),四有些洞隙深處的銹也能去除。激光去銹:采用激光對(duì)青銅器孔洞狀深部病灶中氯化物的去除具有準(zhǔn)確、易行的特點(diǎn)。主要利用激勵(lì)出的巨大光能,瞬時(shí)作用在表面銹層上,使表面溫度迅速上升,利用激光束同物質(zhì)相互作用時(shí)產(chǎn)生的光熱、光化、光壓等光學(xué)效應(yīng)。
由于銹層結(jié)構(gòu)疏松,對(duì)該能量的吸收能力強(qiáng),因而將銹蝕層迅速燒熔,汽化與本體分離,他能夠快速、高效、無(wú)污染地清除掉青銅器表面的綠色有害粉狀銹,從而達(dá)到延長(zhǎng)青銅器壽命、有效保護(hù)文物的目的。這種方法不適用于大面積有害銹的去除。超聲波去銹法:超聲波清洗器,是采用超聲波微機(jī)械振蕩波,無(wú)論在固相、還是氣相介質(zhì)中均可以波的方式傳播。其機(jī)理:借空泡作用,而發(fā)生高頻沖擊及振動(dòng)液體,在超聲波的一個(gè)周期中的某個(gè)時(shí)間受到負(fù)壓,液體在液固界面被引開(kāi)使那里成為真空,產(chǎn)生空化氣泡,在另一時(shí)期,又因承受正壓而空泡形成至破裂過(guò)程,以高頻反復(fù)進(jìn)行,對(duì)被清洗物品上的污垢進(jìn)行周期性的強(qiáng)力沖擊,而使之脫離物品,而污垢物品表面的空化氣泡的劇烈振蕩作用,更促使污垢自物品剝離,故超聲波能達(dá)到極好的清洗效果。也可加入倍半碳酸鈉溶液浸泡通過(guò)超聲波加速反應(yīng),在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到長(zhǎng)時(shí)間的浸泡處理效果。另外,還可以用超聲波潔牙機(jī)、刻字筆等。
出土青銅器的化學(xué)除銹法
化學(xué)法用化學(xué)試劑配制除銹液,除銹液配方較多。
1、 用5%-10%檸檬酸、5%-10%氫氧化銨、堿性酒石酸鉀鈉,可直接將青銅器置于除銹液中浸泡,也可以用脫脂棉蘸除銹液,再敷于生銹的部位。
2、倍半碳酸鈉法:倍半碳酸鈉亦稱(chēng)堿浴浸泡法,所用化學(xué)劑為碳酸鈉和碳酸氫鈉,配制成碳酸氫三鈉溶液,將含氯化物的青銅器浸入1%或5%的倍半碳酸鈉(Na2C03·NaHC03·2H20)溶液中浸泡,浸泡時(shí)最好加熱,使液溫白天保持在40℃左右。晚上自行冷卻。溶液中,至該浸液中無(wú)氯離子出現(xiàn)為止。然后再將器物用蒸餾水浸泡沖洗,將銹蝕的青銅器放入溶液開(kāi)始每周換一次,幾周后可半個(gè)月或更長(zhǎng)一點(diǎn)時(shí)間換,浸泡至少要三個(gè)月,直至氯離子濃度達(dá)4PPm以下為止,這是一種沿用很久的方法,缺點(diǎn)是極其費(fèi)時(shí)。這種方法,通過(guò)浸泡腐蝕產(chǎn)物與倍半碳酸納發(fā)生作用,而使氯離子進(jìn)入溶液中,對(duì)保存綠色的銅銹有利,當(dāng)需要保留銘文、花紋和古斑時(shí),用本法比較合適,所以直至今日還被廣泛采用。但是從除去氯離子的效率來(lái)看,它不是特別好,這是因?yàn)榍嚆~器表面腐蝕層受許多因素的影響,是一個(gè)由擴(kuò)散控制的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。只有多次更換浸泡液,才能使氯離子繼續(xù)擴(kuò)散出來(lái)。為了提高除銹的效果,需要延長(zhǎng)浸泡的時(shí)間。如果倍半碳酸鈉的濃度采用5%。不但釋放出的氯離子多,而且速度也快,但是對(duì)銅的消耗也相應(yīng)增加,故不宜采用過(guò)濃的倍半碳酸鈉溶液。
3、苯并三氮唑(BTA)法:BTA法系國(guó)內(nèi)外用來(lái)保護(hù)銅及銅合金常用的很有效的青銅緩蝕劑,用于古青銅器的保護(hù),取得了良好的效果。苯駢三氮唑是白色到奶油色的粉末結(jié)晶,能溶于乙醇、苯等有機(jī)溶劑中,關(guān)于BTA抑制銅腐蝕的機(jī)理主要有兩種,即吸附理論和成膜理論。吸附理論認(rèn)為,BTA吸附于銅器表面后,改變了金屬與溶液的界面結(jié)構(gòu),并使陽(yáng)極反應(yīng)的活化能顯著升高,從而降低了銅本身的反應(yīng)能力。而成膜理論認(rèn)為,BTA對(duì)銅的保護(hù)與Cu20膜的存在有關(guān),能形成Cu(I)—BTA配合物保護(hù)膜,也能在Cu0表面上形成Cu(I)—BTA配合物保護(hù)膜,這種膜覆蓋性能良好;緊貼在金屬的外部,把金屬表面與腐蝕介質(zhì)隔開(kāi),形或不溶于水及部分有機(jī)溶劑的透明覆蓋膜,生成膜比較牢固,使金屬的溶解或離子化程度大大降低,起到了保護(hù)金屬的作用。例如BTA與芐胺混合,不僅加快了成膜速度,而且也提高了緩蝕能力。BTA與鉬酸鹽混合使用,其緩蝕效果加倍。
4、過(guò)氧化氫法:用過(guò)氧化氫作為氧化劑將氯離子氧化除去,所用的濃度,視銹蝕情況而定,剩余的過(guò)氧化氫稍為加熱即可全部分解,對(duì)器物不會(huì)產(chǎn)生任何影響。本法與倍半碳酸鈉浸泡法比較:處理的時(shí)間短,除去氯離子比較徹底。與局部電蝕法、氧化銀封閉法比較,過(guò)氧化氫法對(duì)面積大小不同的粉狀銹,對(duì)深淺不同的粉狀銹都可清除,使用面寬而且處理比較簡(jiǎn)便。
5、乙睛法:用50%、5%乙腈、5%乙醇加水至10O%。這種溶液中的乙腈與亞銅離子形成穩(wěn)定的堿式氯化銅,這種溶液效果較差,不能在短時(shí)間內(nèi)起作用。本法的不足之處在于浸泡時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)導(dǎo)致綠色銅銹變黑,而且因乙睛蒸氣有中等程度的毒性,浸泡時(shí)需要良好的通風(fēng)環(huán)境或密封措施。
6、氧化銀保護(hù)法:此法適用于斑點(diǎn)狀“粉狀銹”局部腐蝕的器物。它是利用氧化銀與氯化亞銅接觸后,在空氣中水蒸氣的作用下,形成角銀膜的辦法,封閉氯化亞銅的暴露面,以達(dá)到控制青銅器腐蝕的目的。首先用機(jī)械方法將產(chǎn)生“粉狀銹”的根源一灰白色臘狀物的氯化亞銅剔除,直到看見(jiàn)新鮮銅質(zhì)為止,用丙酮將腐蝕區(qū)擦干凈,然后用乙醇將氧化銀調(diào)成糊狀填充剔除部分,使未剔凈的氯化亞銅與氧化銀接觸進(jìn)行反應(yīng),形成角銀膜而阻止氯離子的作用,使銅器趨于穩(wěn)定。但此法經(jīng)填充后的凹坑表面形成棕褐色斑點(diǎn),還要作隨色處理。
7、去離子水法:對(duì)于一般青銅器的清洗可采用40℃一60℃的去離子水或蒸餾水反復(fù)多次漂洗腐蝕的青銅器,可以洗去氯離子而不會(huì)改變青銅器的綠銹。
8、檸檬酸和硫脲混合溶液法:5%檸檬酸、1%硫脲的水溶液(PH=O.95)清除局部有害銹,然后用l%NaHco3水溶液中和殘留試劑。本法對(duì)大件青銅文物,特別是需要揭示表面銘文和花紋圖案時(shí),可顯出很好的效果。
9、堿性連二亞硫酸鈉法:將器物用5%連二亞硫酸鈉水溶液浸泡24小時(shí),再運(yùn)用堿性連二亞硫酸鈉溶液去除硫酸根。在運(yùn)用堿性連二硫酸鈉溶液去除氯化物時(shí),應(yīng)注意控制溶液的PH值于13以下。用此法處理后,還要在蒸餾水中清洗48小時(shí),以除去殘留的腐蝕性溶液。連二亞硫酸鈉具有強(qiáng)烈的刺激性惡臭氣味,處理必須在密閉容器中進(jìn)行。
出土青銅器的去銹與保護(hù)
青銅器大多數(shù)曾經(jīng)地下埋藏,因而受到不同程度的腐蝕。作為腐蝕介質(zhì)土壤的毛細(xì)管及孔隙被空氣、水和電解液充滿(mǎn)。青銅器埋于地下,在空氣、水、電解液的作用下,自然形成各種不同色彩的腐蝕覆蓋層,有黑色的氧化銅(CuO)、紅色的氧化亞銅(Cu2O)、靛藍(lán)色的硫酸銅(CuSO4)、藍(lán)色的硫酸銅(CuSO4·5H2O)、綠色的堿式硫酸銅(CuSO4+3Ca(OH)2)、白色的氯化亞銅礦(CuCl)、白色的氧化錫(SnO2)等不同色彩。絕大多數(shù)屬腐蝕產(chǎn)物,不僅沒(méi)有破壞古代藝術(shù)作品,反而更增添了青銅器藝術(shù)效果。古色的腐蝕層,成為青銅器莊嚴(yán)古樸、年代久遠(yuǎn)的象征,銹層一般并未改變青銅器物的形態(tài),而且銅銹的性質(zhì)也較穩(wěn)定,不致使器物破壞。所以這類(lèi)腐蝕層應(yīng)保留。但鑒于大多數(shù)出土青銅器基本上都是有土及銹包著,如要露出底色、花紋、圖案、銘文,就必須除銹。但除銹又不能損傷銅器本胎,并要保留好的銹色。
與基本除銹不同的是“粉狀銹”的去除,青銅器銹蝕機(jī)理主要為氯離子的存在對(duì)青銅器的銹蝕影響最大,是產(chǎn)生“粉狀銹”使青銅器遭到破壞的主要原因。要保護(hù)好青銅器,關(guān)鍵在于如何處理氯離子,怎樣將氯離子從器物里層移出來(lái)加以除去,或者是把氯離子封閉、穩(wěn)定在器物的內(nèi)部,使之與氧氣和水分隔絕,免受外界環(huán)境因素的影響。去除多余銅銹及“粉狀銹”方法很多,采用何種方法除要視每件文物的具體情況而定,但總的有一條原則,必須保持器物的原貌,特別不能傷害器物的銘文、花紋和古斑。
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