一件汉代三人足铜洗的初步分析研究与保护修复

余子骅　李军

摘 要：南京博物院现藏一件汉代三人足铜洗，此文物病害严重，主要病害为缺失、断裂、变形、点腐蚀等。经仪器初步检测，该铜洗本体为锡铅青铜，锈蚀产物主要为氯铜矿、锡石与白铅矿。经技术路线制定与保护修复后，铜洗的有害锈蚀得到转化而稳定，缺失与变形部位得到恢复，修复后其研究价值与艺术价值得到一定程度的提高。

关键词：人形足铜洗；锡铅青铜；汉代；保护修复

DOI：10.20005/j.cnki.issn.1674-8697.2023.24.009

1 修复前器物的保存状况

南京博物院现藏有一件汉代三人足铜洗（下文称“铜洗”），此件铜洗时代为汉代。口径为26厘米，通高13厘米。铜洗表面通体锈蚀，分布较多硬结物，口沿与器壁存在较多缺失，器壁一处存在修补痕迹，可见铆钉痕迹，铜洗一足存在变形（图1、图2）。

2 仪器检测

2.1 检测设备及参数

采用美国尼通XL3t980型手持式合金分析仪，仪器模式选金属模式，检测时间为45s，在样品表面多个位置进行无损检测，结果取平均值。

采用VHX-1000视频显微镜观察分析器物表面锈蚀形貌，将文物断裂的碎片进行上机体视观察，测算条件设置为数码放大100倍。

X射线衍射是对锈蚀产物进行物相分析的常用手段。分析前，将样品上的锈蚀产物先刮取下来放入玛瑙研钵中，将锈蚀物研磨至200目后，平铺于无背景硅片上，表面压平进行上机测试。本次分析所用仪器Panalytical Empyrean型X射线衍射仪，工作电压为40KV，工作电流为40mA，分析角度为10。～80。，靶材为Cu靶。

金相分析是选取铜洗上锈蚀剥落的残片为样品，以其断面为检测面，使用热固性酚醛树脂镶嵌，用240-2000cw不同粒度的砂纸在磨抛一体机上抛光以达到样品制备要求。浸蚀液为4%三氯化铁乙醇溶液。所有样品先不经浸蚀，在金相显微镜下观察夹杂物及其组织形态。铜器金相样品采用MP-2磨抛机，金相观察采用蔡司ZEISS AXIO Scope A1型材料显微镜。

2.2 分析结果与讨论

X射线荧光分析结果：铜洗的材质为锡铅青铜，Sn含量为4.1%～10.8%，Pb含量为4.5%～18.1%。口沿部位Pb含量较高，约为底部Pb含量的2.5倍。这可能与浇铸方式有关，即采用底部注入式浇筑法，造成了口沿部位Pb元素的密度偏析。补配部位较高的Sn含量，体现出其与铜洗原材质的差异（表1）。

超景深显微分析结果：铜洗外壁表面锈蚀情况尚可，黑灰色锈蚀上有较多裂隙且分布有黄色、白色的硬结物；铜洗内壁锈蚀较为严重，在黑灰色锈蚀基体上分布有较多的绿色块状锈蚀以及蓝白色、浅绿色酥粉锈蚀（图3～图6）。

X射线衍射分析结果：铜洗的锈蚀产物主要为氯铜矿、锡石、水白铅矿与蓝铜矿。硬结物以石英为主（表2）。

金相分析结果：铜洗为铸造工艺，由于Sn含量较低，α树枝晶内偏析不明显。铜洗的底部与腹壁处的金相显微存在一定差异（图1～图7），可能与浇铸工艺有关，因腹壁先冷却，对应α树枝晶更细更尖锐，而底部冷却速度较慢，树枝晶较为粗大（表3）。

综上，铜洗病害较为严重，残缺、变形虽为稳定性病害，但不利于铜洗结构的稳定性与进一步的研究，亟需对其進行配补完形，恢复器物的完整性。其锈蚀产物中氯铜矿属于活动性病害，白铅矿与锡石为可诱发病害，亟需进行脱氯与稳定处理。氯铜矿是活性有害锈蚀，在温湿度的影响下极易发生循环锈蚀，直至青铜器全部矿化。白铅矿、锡石在传统意义上虽为无害锈蚀，但有相关研究表明，锡石结构较硬且脆，若湿度变化易产生龟裂及破损，铜洗出土时虽能保持一定的外观，但在干燥过程中易产生酥粉现象。碳酸铅在周期性温度变化和相对湿度波动较大的环境条件影响下，会交替反复发生重结晶与再溶解现象，使锈蚀体积不断溶解膨胀或结晶收缩。一方面生成的晶体对锈蚀本身会产生挤压，破坏其结合力，使原本较为致密的锈蚀变得酥粉脱落①，影响器物的外观。另一方面，如果这层锈蚀完全脱落，空气中的有害物质就更容易侵蚀铜洗本体②，因此要继续对其进行脱氯与加固处理。

3 保护修复

结合前期分析研究，这件铜洗的具体保护技术路线如下：表面硬结物清洗—有害锈蚀转化与封闭—整形复位—连接补配—缓蚀稳定—表面封护—表面随色。

3.1 表面硬结物清洗

结合前期硬结物的病害产物分析，铜洗的硬结物主要为石英，由于铜洗器壁较薄，若用常规的机械振动或超声振动等处理方法可能损伤文物本体，本次清洗选取化学软化处理的方式。六偏磷酸钠是软化青铜器表面坚硬钙质沉积物的常用试剂③，操作时使用浓度5%左右的六偏磷酸钠溶液对铜洗进行浸泡，待表面钙质硬结物软化后，用棕毛刷刷洗去除，刷洗时控制力度，须用去离子水清洗干净，并脱水、烘干。

3.2 有害锈蚀的转化与封闭

铜洗的有害锈蚀多以点腐蚀的形态出现在人形足部。点腐蚀是一种破坏性和隐患腐蚀形态，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，本着较少干预的原则，本次有害锈的处理原则是采取转化与封闭相结合的思路。对点腐蚀凹坑露出的绿色粉状锈蚀的部位，先用手术刀、钢针或小型电磨刷细致地初步去除，去除程度以凹坑处的氧化亚铜层面基本得到显现为宜。剔除后的锈蚀坑，使用过氧化氢法处理。过氧化氢法具有省时高效的优点，可将氯化亚铜与氯铜矿转化成氧化铜④。氧化铜是一种较为稳定的锈蚀，色泽为棕黑色，与铜洗表面碳黑颜色相近，可作为后续随色处理的底色。

3.3 锤揲整形

铜洗的口沿与器壁存在局部缺失，常见的顶撑法与模压法并不适用。结合前期分析研究与现场模拟，修复师以锤揲法的形式对变形的足部及器壁进行整形。具体是将变形部位放在锡锭上，使用木槌、锡锤对变形部位进行多次适度锤击，直到器壁恢复形制。

3.4 连接补配

铜洗材质为低铅锡青铜，缺失部位较多，且器壁较薄，最薄处仅3mm。考虑到铅锡合金、红铜材料相较有机材料在抵抗老化方面具有明显优势，且焊接后与器物强度接近，能够一定程度上避免因强度不均产生的二次伤害⑤，对铜洗的缺失部位采用铜板补配法⑥进行焊接固定骨架，再外用速成铜胶进行补配。具体操作如下：首先选取长度合适的铜棒，锤揲出合适的弧度，在口沿缺失处进行点焊固定；再用纸板蒙在器物外壁画出器壁残缺处形状并剪出，将退火后的铜片剪成相应的残补片，稍作锉、磨、敲打修整，拼对茬口，将其与器身焊接（先焊几点固定再焊接接缝），用电烙铁修整接口不规则焊锡，将焊接好的铜片敲打塑形，做出一定的弧度与原器匹配。焊接后，使用速成铜胶补配。补配前，用锉刀磨毛铜皮表面，增强树脂黏结附着力。将速成铜胶调制合适后，均匀地涂抹在铜皮表面，待后补的速成铜胶初步固化后，再对其进行磨锉修整，待完全固化后，使用刻刀在其表面雕刻纹饰。铜洗外壁表面缺失部位纹饰较少，为一圈玄纹，打磨及雕刻时需细致关注周边面与线的关系，保持过渡自然，直至与铜洗外形基本符合。

3.5 缓蚀封护

为延缓铜洗内部的潜在锈蚀，需对铜洗进行表面缓蚀处理。苯并三氮唑（BTA）是现阶段较为常用的青铜缓蚀剂⑦，可与铜离子结合层BTA-Cu，组织氯离子继续与基体发生反应。具体操作时，用乙醇配置浓度为3%的BTA乙醇溶液，再将铜洗放入烘箱内预热至40℃，以提高其反应速率，将铜洗放入盛有BTA乙醇溶液的封闭容器中浸泡24h，缓蚀处理后，使铜洗自然风干，再用乙醇溶液将器物表面析出的白色结晶物清理干净。缓蚀后，为进一步减缓因外环境条件达不到铜洗保存环境要求，而再次遭受锈蚀的可能性出现，仍需对铜洗进行表面封护处理，以提高其抗外部环境能力。封护材料一般使用Paraloid B72材料。用毛刷蘸取浓度1.5%的Paraloid B72乙酸乙酯溶液多次涂刷铜洗表面。

3.6 表面随色

封护后，需对补配部位表面进行随色。铜洗外壁表面较为光滑，内壁较为粗糙，需使用不同的作色技法与材料。因铜洗外壁较为光滑且整体呈现哑光色泽，修复师使用专用丙烯颜料对铜洗外壁的炭黑色色泽进行随色。调色时，以黑色为基准色，根据周边不同明暗度，添加少许钛白、赭石等颜色，以达到与周边区域色泽相近的效果。随色时以涂、点、喷等技法进行着色，待一种颜色初步固化后，再上另一种颜色，如此反复，以体现整体的层次感，待作色区域与周边色泽接近后，再使用丙烯哑光光油等材料擦拭表面，以接近铜洗原有的光泽。而对于器壁内部的随色，则采取矿物颜料加虫胶漆片的传统方式。具体操作时，使用矿物颜料调制出与周边锈蚀颜色及颗粒度相近的黄、绿、褐等三种颜料，并根据周边区域的锈蚀粗糙度，在调好的色料里添加合适目数的黄土，对待着色部位以点、蘸、弹、抹等技法进行交替上色，待颜色初步固化后，在着色区域轻抹一层薄土，待其颜色固化，扫去黄土，重复上述步骤多次，最终达到随色区域与周边过渡自然的效果。

4 结论

通过仪器的初步科学分析，铜洗材质为锡铅青铜，铸造工艺。由于采用的是浇铸工艺，不同部位冷却时间有差异，造成同一器物不同部位的金相组织出现差异；铜洗锈蚀产物主要以氯铜矿、锡石与白铅矿为主。通过病害程度评估，设计出有效的保护技术路线，经保护修复后，铜洗表面的硬结物、有害锈蚀得到了去除与转化，断裂与缺失的铜壁得到了补配与连接，使铜洗本体的稳定性得到了一程度的提升，对补配表面进行刻纹与随色后，其艺术价值也进一步得到提高（图11、图12）。铜洗器体似盆，口沿平折，腹中部两侧有铺首装饰，铺首处无衔环，下腹斜收微张，铜洗底部附有矮圈足，下承三个人形足。人形足造型生动，人物身穿交领窄袖短袍，双手叉腰直立，以头与肩顶扛洗，睁目长眉，宽鼻咧嘴，全身用力。硕大的铜洗压在三人身上，人眼、鼻与嘴的形态都表现出难以支撑的吃力神态，生动逼真。为进一步研究此类型的铜洗提供了较为丰富的实物资料。

注释

①王煊.三星堆青铜器“酥粉锈”腐蚀机理的研究与探讨[J].四川文物，2002（3）：83-89.

②蔡毓真，胡东波，管理，等.海昏侯墓车马坑出土鎏金青铜当卢铜、锡元素迁移变化研究[J].南方文物，2020（6）：180-188.

③国家文物局博物馆与社会文物司.博物馆青铜文物保护技术手册[M].北京：文物出版社，2014：66.

④廖原.青铜文物锈蚀机理及有害锈转化剂研究[J].文物保护与考古科学，2003（2）：20-23，67.

⑤于孟楠，刘莺.浅谈青铜器的补配：以素面青銅盆修复为例[J].上海视觉，2021（2）：111-117.

⑥雷磊.铜板补配法在青铜文物修复中的应用[J].自然与文化遗产研究，2019，4（S2）：95-98.

⑦祝鸿范.BTA缓蚀剂在文物保护中的应用[J].腐蚀科学与防护技术，1999（4）：64-65.