本期,我们将以特展中青铜器上的各色铜锈为根本,解析金属堕落知识;同时,通过动手探索的办法带领大家理解,为了帮助金属延年益寿,文物保护事情者是如何从科学的角度去办理锈蚀病害问题的。
本次活动除锈流程分步骤演示
安全提示:本活动在操作过程中须要利用到具有一定堕落性的化学试剂,未成年人应在家长、西席等监护人的辅导与帮忙下进行操作,并把稳安全。为了保护环境、同时避免对下水道等举动步伐造成堕落,请在完成操作后用水充分洗净除锈剂,或利用少量小苏打进行中和后再洗净所有试剂。

金属的生平
青铜器是如何穿越千年来到我们面前的?当理解金属的生平,也就明白了它为什么会生锈。
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获取金属
先辈们凭借聪慧和履历,从而能找到铜矿山并从个中得到铜矿石。如,古人很早就知道了成长紫色铜草花的地方一样平常富含铜资源。后来,先辈们又节制了冶炼技能,以及获取比例得当金属的方法,如《考工记·六齐》中记载不同用场青铜器的铜锡合金比例。
在实际运用中,由于纯度高的铜金属硬度不高,知足不了人们的需求,以是当须要硬度较大、耐热性较好、较能抗堕落的用具时,聪慧的古代匠人逐渐节制了合金金属材料的理化性子。
我们在展厅里看到的浩瀚青铜器便来自矿石,是由人类将它分开自然成为生活用器的。矿石该有的颜色,器物也会有;矿石会有的多孔性构造,器物终极也会是这样。这种征象被我们称之为“矿化”。因此,青铜器的出生,便伴随着它难以避免的堕落进程。
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辉铜矿、赤铜矿、黑铜矿及硅孔雀石伴生矿石
黄铜矿、黝铜矿及黄铜矿伴生矿石
氯铜矿石
硅孔雀石
黄铜矿石
斑铜矿石
上海博物馆一楼中国古代青铜馆中陈设的铜矿石
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铸造器物
中国古代青铜器铸造技能紧张有范铸法和失落蜡法(点击理解如何在家用失落蜡法制作一件“青铜器”)。在展厅的青铜器上,我们能创造一些范线,也能看到许多其他铸造技能留下的痕迹。
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兽面纹方鼎上的铸造痕迹
商代中期(公元前15世纪—前13世纪)
1974年郑州杜岭街出土
河南博物院藏
在铸造过程中,因技能导致的毛病——如缝隙、孔洞等——极易藏污纳垢,成为了金属最易受外界环境侵略的部位。一旦知足了金属生锈的条件,堕落也常常会在这些地方发生。这也是我们在日常生活中,每每能看到一些金属器物在焊接处常有锈迹的缘故原由。但是,如果制器过程中能精工细作,如细细打磨,抚平一些毛病,那青铜器的抗堕落能力也会有所提高。
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利用与存续
在金属器出身的年月,我们难以窥见其真正的利用细节。但与这一段短暂的光阴比较,金属器后续的存放岁月要更长。因此,我们可以从霸占了金属器生平中很长一段韶光的埋藏岁月,来探究金属堕落的缘故原由。
刚刚铸造好的青铜器是金色的,也被古人称为“吉金”。但受埋藏环境,如埋藏位置、干湿条件、土壤酸碱度与离子浓度等成分的影响,就会在表面形成各种颜色的铜锈。
舌觚上的“吉金”本色
商代晚期(公元前13世纪―前1046年)
2006年荥阳小胡村落墓地出土
河南省文物考古研究院藏
其余,青铜器在展览和保存过程中依然会受到环境影响,如湿度、大气污染物、氧气含量等。事实上,大量青铜器自埋藏环境中重见天日后,能够顺利来到不雅观众面前,是经由了文物保护事情者无微不至的悉心照顾。
至此,我们可以创造影响金属堕落的成分分为内因和外因。内因紧张包括金属本身、合金化、制造工艺;外因则包括土壤环境、湿度、大气污染物、氧气。
锈蚀物是什么
展览中,青铜器上呈现绿色、蓝色、玄色、赤色等多种多样的锈蚀产物,令人不禁好奇这些锈蚀物究竟是什么?
研究创造,大部分青铜样品均存在紧贴合金本体、构造致密的氧化亚铜层,这是由于青铜合金中的铜金属暴露在干燥空气中会逐渐天生赤色的氧化亚铜(别号赤铜矿),随着韶光推移,氧化亚铜在湿空气中会连续氧化成玄色的氧化铜。
亚长方斝上的红锈与黑锈
商代晚期(公元前13世纪―前1046年)
2001年安阳花园庄东地M54出土
中国社会科学院考古研究所藏
如果环境中有水、氧、二氧化碳的存在,在酸性环境下,氧化亚铜会连续反应天生绿色的碱式碳酸铜(孔雀石的紧张身分,别号铜锈、铜绿),或者是蓝色的碱式铜碳酸盐(别号蓝铜矿)等物质。一样平常来说,如果埋藏的环境较为湿润、土壤中铜含量较高,则随意马虎天生蓝绿色结晶状的铜锈。
虎纹鼎上的绿锈与蓝锈
有些时候,赤色的氧化亚铜、玄色的氧化铜、绿色和蓝色的碱式碳酸铜会同时涌如今一件青铜器上,前者一样平常在最里层,后者在最外层。由于这几种锈蚀物一样平常构造都相对致密,就像青铜器覆盖了一层保护层,因此称之为“无害锈”。
但是,青铜器上绿色的呈粉状的锈则是有害锈,须要去除掉。“青铜病”的事理是,如果环境中含有氯离子,则铜金属会与氯离子天生氯化亚铜。在湿润、有氧的环境下,两者会连续反应天生绿色的碱式氯化铜(别号氯铜矿)和酸。酸在适宜的环境下又会连续与铜金属反应,如此循环反复,直至将金属完备花费。而且,纵然青铜表面形成了一层致密的氧化亚铜,但在湿润有氧的酸性气氛下(含氯离子),依然会连续反应形成氯铜矿。
动手去除有害锈
在文物保护事情中,会通过显微镜不雅观察锈蚀物的构造状态、利用XRF等仪器剖析青铜的锈蚀物身分。如果是无害锈、且不影响研究铭文、纹饰的情形下,会只管即便保留,由于这些斑驳的锈迹在经历千年后也成为了文物的历史感与美感的主要组成部分;如果是有害锈、且须要去除的情形下,再探索详细的除锈方法。
而在日常生活中则不须要如此繁芜,只要主人以为有必要,便可以将物品上的锈迹全部去除。让我们在除锈过程中,共同感想熏染文物保护事情者在处理锈蚀物时的细心、耐心和决心。
注:以下步骤中利用的生锈金属片,是借虎年之机,以杜虎符为灵感专门制作的。演示目的是将老虎纹样周围的酥松锈蚀层利用物理、化学方法撤除,让老虎的样子容貌清晰起来。
步骤:
01 准备材料
紧张材料:生锈金属、磨砂棒、草酸、凡士林;
大略工具:水、美工刀、棉签、棉片、标签纸、100ml烧杯及玻璃搅拌棒(或替代品);
其他设备:电子天平、手套、口罩。
02 美工刀除浮锈
手握美工刀,适当用力,让刀尖刮去构造疏松的浮锈。
03 配制5%草酸溶液
利用电子秤称取1g的草酸,置于烧杯中;
往烧杯中加入20毫升的水,用玻璃棒搅拌至完备溶解;
待溶解完备后,贴上标签,待用。
04 草酸溶液除锈
棉签蘸取草酸溶液擦拭已被美工刀除过浮锈的部位,利用酸与锈蚀物反应的办法去除机器除锈无法去除的锈蚀物。
(为达到化学除锈效果,生锈严重区域要增加反应韶光,可利用棉片蘸满草酸溶液,敷盖其上,并用保鲜膜包裹。)
05 去除草酸溶液
残留的草酸溶液会对金属本身造成新的损伤,因此须要用水将草酸去除干净。
06 打磨已除锈部位
利用磨砂棒由低目数到高目数(即从粗糙面到细致面)将表面粗糙的区域打磨平整,光滑平整的表面不易再次锈蚀。
07 封护
除锈完成的金属部位,如果不隔绝水、氧,随意马虎再次生锈,因此须要在金属表面均匀涂抹封护剂,形成薄薄的一层保护层。待上述除锈事情完成,金属是干燥的情形下,利用棉签蘸取凡士林在除锈完成区域的表面均匀地涂抹,再将金属放置于干燥区域保存。
家庭物料DIY除锈
在家庭环境中,也可以试着用酸洗的方法除锈。除了专业的试剂(如草酸等)外,家中其他常见材料的除锈能力如下:柠檬酸>白醋>喷鼻香醋。
如果采纳的是常见的浸泡法来进行除锈,以上提到的三种材料一样平常须要12小时的反应韶光。浸泡后取出用水洗净,终极可以利用食用油来进行封护。
注:本教诲资源创意源自上海博物馆2022年1月28日举办的“华光重现——青铜除锈事情坊”。
•上海博物馆•
撰文丨潘坤容
拍照丨诸诣、李明
初审丨石维尘
终审丨汤世芬