稀土材料在古代青铜器修复中的应用研究

张发雷 程卫

【摘要】青铜器在中国的发展，历经千年岁月的冲刷与铅华洗礼——夏王朝、商王朝、周王朝再至春秋战国，留下了无数待后人发掘猜测的神秘与辉煌，在此基础上形成了独属于这片土地的、古老而璀璨的青铜文化。在留给后人无限遐想的同时，也对中华土地上的这片文明产生了不可替代的深远影响。

【关键词】稀土材料；古代青铜器修复；应用研究

【中图分类号】K876 【文献标识码】A

引言

邳州，古称邳国、下邳、东徐州。江苏省境内大墩子文化遗址距今有 6000年，是江苏文明最早的起源之一。1993年1月，在邳州九女墩古文化遗址出土了东周末期属于东夷古徐国文化瑰宝的一批青铜器，犹为珍贵的文物是青铜编钟，有甬钟4枚，鎛钟6枚，纽钟9枚，三套共计19枚，由大到小，依次均匀递减，如此齐备的音响体系组合为东徐地区春秋时期墓葬中所罕见。

邳州青铜器历史的悠久，造就了当地灿烂文明的青铜器文化和青铜器铸造工艺，也影响了一代又一代青铜器工匠和加工修复传承人。

一、青铜器分类

在我国已出土的古代文物当中，青铜器独占鳌头，属于单独的一大门类，包含种类缤纷而多彩。其中主要包括四个大类别：青铜礼器、青铜农具、青铜兵器、青铜工具。

（一）青铜礼器

从我国古代文物艺术造型建造角度出发，青铜礼器是我国青铜器当中最为出彩的。就青铜礼器自身在古代产生继而存在的原因来说，其主要作用是陈设于宫室亦或宗庙之中，出现于包括但不限于宴飨、祭祀以及其他各大隆重的典礼仪式场合之中。在古人的认知里，所謂“国之大事，在祀、在戎”，也就是将祭祀与战争放在了最为严肃庄重的地位。由此也就不难理解，青铜礼器当中最为核心的青铜器就是与祭祀等礼仪式场合相挂钩的器物，就已经出土的青铜器现状来看，我国青铜器中数量最多且造型最为华美的正是用于宗庙宫室祭祀的青铜礼器。与此同时，也正是由于青铜器的产生与存在跨越了三千年，根据王朝的兴衰更替、时下王朝对于祭祀礼仪、祭祀习俗或多或少的变化等多种因素，因而，青铜礼器的器型同样发生变化，一般来说，是由简单发展至复杂。

（二）青铜农具

在商周时代的农业耕种活动当中，普遍选择利用青铜农具，根据专世和出土的实物主要有耒、耜、铲、锛、锸、耨、镰等。耨镰收割用的农具，青铜镰最早见于西周时代，一直沿用到春秋战国。

（三）青铜兵器

在商周时代的战争之中，青铜兵器是军队和士兵所使用的主要武器，需求量的剧增致使在本时期青铜兵器的铸造情况同样超乎想象。尽管大部分青铜兵器在战争硝烟中损耗，但仍旧遗留下大量不同的武器以供后人参考。其中包括但不限于胄、匕首、戟、钺、戈、殳等多种不同类别。其中青铜戈最早见于夏代晚期，一直沿用到战国时代；戟、矛、钺初见于夏代晚期，一直沿用到战国时代。

（四）青铜工具

实际上，青铜最初投入使用就是为了对生产工具进行铸造，因而青铜工具同样成为现如今我国出土文物当中的重要组成部分。从其自身产生和存在的起因角度进行分析，青铜工具最初的作用便是投入生产，形式根据用途不同各有异处，主要工具包括但不限于锯、凿、斧、斤等。而在这其中，斧作为主要用于砍伐的青铜工具，无论是农业领域还是手工业领域都产生了极为广泛的传播，就现如今的文献和古代文物结果显示，最早斧出现于商王朝中期，较为小型同时斧身上缀有纹饰的青铜斧一般是咱们用于工业的古代重要青铜工具。与之类似的青铜器是锯，通常用于对角制品、竹制品、骨制品、木制品进行切割。然而与斧不同的是，青铜锯的出土数量较为稀少。相关专业学者推断，青铜锯最早大约出现于商王朝，一直沿用至春秋战国时期。

二、古代青铜器修复

随着我国科技事业的发展，自然科学日益广泛地走进考古学。科技考古学的建立表现在青铜器修复技术上，即不断引进先进的仪器及设备，用创新的思维，创造性地运用一些机械设备，大大提高了技术水平，取得了前所未有的成果。

徐州文博文物勘探技术服务有限公司，长期从事钻探、发掘、整理研究，对邳州梁王城、九女墩等出土破碎的青铜器的科学提取与妥善修复有着丰富的经验，这绝非不懂考古程序、没有田野考古经验的室内修复者所能比拟的。

目前，对这批青铜器的考古学研究是工作的起点，也是青铜器修复关键技术的重要基础材料。

（一）计算机三维技术应用

三位数字建模技术是近些年来投入我国古代文物复原中较为先进的重要技术，具体来说是需要利用高速激光对文物进行扫描测量，得出被测量对象的采样点以及离散点集合——称之为“点云”的形式获取物体的阵列式几何图像数据。可以快速、大量地采集空间点位信息，正是基于这些优点，近年来，在文物修复领域也开展了一系列三维数字建模技术应用实践工作。

徐州文博文物勘探技术服务有限公司与南京大学考古系合作，对考古出土青铜器修复技术进行了有益探索，利用现代计算机三维虚拟技术整理修复破碎青铜器，对青铜器上的纹饰图案进行研究，考古出土青铜器修复技术是科技创新。目前，国内外有利用现代计算机技术在文物修复的使用。如西安兵马俑博物馆对文物破碎陶片利用计算机技术进行复原。但是，考古出土青铜器文物的修复要比兵马俑陶片修复工作困难多，技术要求高，技术科技含量大。

运用三维技术，目前已经对邳州市博物馆馆藏的一批战国青铜编钟、甬钟 、鎛钟、纽钟等古代文物，进行了完整的相关参数和点云提取、虚拟修复工作，并且得到了三足壶等数字托片的既得成果，最终达到三维模型的重建、模型的色彩显示和REFLECTIO 纹理模型。

（二）稀土应用条件优越

稀土材料是稀有贵重有色金属，也是合金材料，大多数稀土金属呈现顺磁性和可塑性，以钐和镱为最好。除镱外，钇组稀土较铈组稀土具有更高的硬度。把稀土材料融入到传统锡焊法之中，可以提高焊接口的强度、韧性及耐高温程度，很好地解决了考古出土大型、残破严重的古代青铜器修复复原长期困惑的难题。

邳州有着丰富的稀土资源，多集中在邳州北部地区的陈楼、港上一带。稀土加工企业有多家，多从事稀土阻燃、保温、过滤等初期研发和稀土材料的分离工作。所以，利用好现有资源对出土青铜器文物的修复具有极大帮助。

（三）稀土材料应用

稀土材料是目前世界上新科技成果，是近几年来被新科技产品广泛利用使用的新科技材料。在对古代青铜器的清洗、除锈过程中，一般使用蒸馏水或采用机械及化学方法除锈，许多时候既达不到效果，还会伤及文物。特别是修复后的铜器一般呈黑色（一氧化铜）、褐色（铜的硫化物）、红色（氧化亚铜）或绿、蓝色（碱式碳酸铜）。

蒸馏浸泡熏蒸法，针对锈蚀严重的器物，我们使用轻稀土中提取的“钆”为添加剂，在蒸馏过程中，当蒸餾水达到沸点时往密闭容器内添加稀土“钆”，使之产生微波爆炸，从而消除铜锈。同时，稀土中的钐、铕、镱在高蒸气压表现出的金属物理性质，对强化青铜器本身有极大好处。

根据稀土金属的顺磁性和可塑性，钇组稀土较铈组稀土具有更高的硬度。把稀土材料融入到传统锡焊法之中，提高焊接口的强度、韧性及耐高温程度，很好地解决了考古出土大型、残破严重的古代青铜器修复复原长期困惑的难题。经过项目组多次试验，得出焊接技术指标：“鼠接”标准，锡、铅的合金，锡占60%，铅占28%，稀土合金铈4%、钇3.5%、钐2.5%、镱2%。

通过两年来全面继承传统青铜器修复工艺技能，同时利用三维技术、高分子材料、铸铅锡合金加稀土材料补配、用硅橡胶制取代石膏模等工艺，项目组继承和发扬了修复出土青铜器的传统工艺，使之该技术得以延展和弘扬。

三、结论

目前，项目组着手修复的出土于邳州“九女墩”遗址的邳州博物馆馆藏青铜器，其中涉及到的文化因素和文化信息数量不可估量，包括但不限于器物种类之上所出现的多种齐鲁之地、中原地带常见青铜器器型，也包括其他古吴越地带出现的墓葬品器型，都是极为珍稀的文化宝藏。对这批青铜器的考古修复研究既是工作的起点，也是青铜器修复关键技术的重要基础材料。在本文中，笔者就稀土材料在古代青铜器修复工作中的应用做出了探讨和研究，以期能够为上述“九女墩”遗址的邳州博物馆馆藏青铜器研究修复工作提供一定的参考价值和借鉴经验。

参考文献：

[1]付卫军.稀土硬质合金实验应用分析[J].稀土学报，2011.7

[2]孔令远，陈永清.江苏邳州市九女墩三号墩的发掘[N].邳州博物馆简报，2002（3）.

作者简介：张发雷（1964-），男，专业技术 文博专业初级，大专，研究方向文物修复保护，单位：徐州市文博文物勘探技术服务有限公司，江苏省邳州市博物馆；程卫（1970-），男，籍贯：江苏省邳州市，职位：江苏省邳州市博物馆馆长，职称：文博副研究馆员，研究方向：古文字学。