战国云纹地连弧纹镜的保护修复

杨海艳 杨平 陈宇

摘 要：云纹地连弧纹镜为圆形，三弦钮，圆钮座，修复前共断裂为11块，部分缺失。该铜镜背面呈黑褐色，有轻微点腐蚀，局部有红色锈蚀物，其病害主要有残缺、断裂、点腐蚀、锈蚀等，正面局部呈水银古。铜镜本体及锈蚀产物的X射线荧光分析结果表明，铜镜锡和铅的含量分别为36.2%和4.27%，为高锡低铅铜镜。拉曼光谱分析表明该铜镜锈蚀产物种类较少，以赤铜矿（Cu2O）为主，未发现有害锈。文章根据铜镜病害情况选择传统焊接法进行修复，修复后其观赏性得到显著提高。

关键词：云纹地连弧纹镜;传统修复;焊接;补配

1 引言

春秋战国时期是我国历史上的大变革时期，随着周王室的衰微、礼乐制度的崩坏，一直以来以铸造礼器为主的青铜逐步扩展到铸造日常生活用品。作为典型代表的铜镜在春秋战国时期得以迅速发展。铜镜种类繁多，根据其主题纹饰可划分为素镜、纯地纹镜、花叶镜、山字镜、菱纹镜、禽兽纹镜、蟠螭纹镜、羽鳞纹镜、连弧纹镜、彩绘镜等十三个类型[1]。本文修复的对象为云纹地连弧纹镜，直径20.2cm，修复前重354.3g。该镜为三弦钮，圆钮座，纹饰由地纹与主纹组合而成，地纹为云纹（亦称涡纹），主纹为凹面宽带组成的八连弧圈，连弧的交角达镜的边缘，最外围一周为宽约1.2cm的凹面带。根据该铜镜的纹饰、整体造型等特征判断应为战国时期铜镜。

该铜镜正面局部为水银古，背面呈黑褐色，轻微点腐蚀，局部有红色锈蚀物。该镜共碎成11块，部分缺失。早年有修复，但粘接处现已几乎全部断裂，仅余2块尚有粘连，极大影响其观赏性及艺术价值。为恢复该镜原有面貌，需对其进行保护修复。

2 铜镜本体及锈蚀产物分析

为了解该铜镜的腐蚀产物及腐蚀程度，科学制订针对性保护修复方案，对采集的铜镜边缘残片进行X射线荧光及拉曼光谱无损分析。

2.1 仪器设备及测试条件

X射线荧光光谱仪：EDAX ORBIS微束X射线荧光能谱仪，测试光斑300μm，测试时间300s，电流800μA，电压40kV。

拉曼光谱仪：英国Renishaw Invia Reflex激光显微共聚拉曼光谱仪，采用532nm的激光光源，累计时间30s，累计次数10次。

2.2 分析结果及讨论

对样品正面、背面及断面分别取8个点做X射线荧光分析，表1所示为各点测试结果的平均值。测试结果显示，由于正面Sn元素的大量析出，样品正面、背面元素含量差异较大。其中正面Sn含量高达55.5%，背面Sn含量则较低，仅为3.32%。Cu含量则相反，正面仅为12.4%，而背面较之高出43%。表面锈蚀产物中除Cu、Sn和Pb等青铜合金元素外，还含有少量的Al、Si、P、Ca等元素，未检测到Cl元素。样品断面的Sn、Pb含量分别为36.2%和4.27%，表明该铜镜为高锡低铅的铅锡青铜[2]。文献表明，随着锡含量的增加，锡青铜的颜色由红变黄，当锡含量高于20%时将转白，锡含量大于17%即成为脆性材料[3]。因此，过高的锡含量是导致该铜镜脆化进而断裂的主要原因。

该铜镜的锈蚀产物较少且种类单一，只有红色锈蚀物。对其进行拉曼分析，主要拉曼峰有93cm-1、148cm-1、218cm-1、495cm-1和638cm-1，表明该锈蚀产物为赤铜矿（Cu2O）[4]。在常温常压下，金属铜在空气中即可发生氧化，有以下两种氧化方式：

2Cu（S）+1/2O2=Cu2O（S）

Δf（Cu2O）=﹣146.0kJ·mol-1[5]

2Cu（S）+O2=2CuO（S）

Δf（CuO）=-129.7kJ·mol-1[5]

由于吉布斯自由能Δf（Cu2O）低于Δf（CuO），Cu2O更为稳定，因此最后产物均为Cu2O，在干燥的空气中，生成的致密氧化亚铜薄膜可以阻止铜继续氧化。

3 病害评估

该铜镜的主要病害有残缺、断裂、轻微点腐蚀和锈蚀。由于该铜镜锈蚀产物较少且稳定，不需要对其进行表面封护。结合文物病害及其分析结果制订如下保护修复方案：建立文物修复档案→清洗→焊接→补配→作旧。

4 保护修复

4.1 建立文物修复档案

建立铜镜的修复档案，包括铜镜的来源、年代、编号、质地、修复前后重量、尺寸、纹饰、保存现状、分析检测结果、保护修复技术路线、修复方法及材料、修复前后照片等。

4.2 清洗

4.2.1 去除残留粘接剂

该铜镜在1998年入藏前曾进行过修复，因修复时间较久，所用的粘接剂均已老化变质，铜镜断裂茬口处残留硬度较高的黑褐色硬结物。去除方法：用手术刀、竹签等工具轻轻剔除硬结物，部分较难剔除的用热吹风加热，使其软化后再行剔除，最后使用脱脂棉蘸取适量酒精擦拭清洗剔除硬结物后的茬口。

4.2.2 清洁表面污渍

X射线荧光及拉曼光谱分析结果表明，该铜镜主要锈蚀产物为较为稳定的赤铜矿，未发现危害铜镜本体安全与稳定的含氯离子的有害锈。根据文物保护修复不改变文物原状及最小干预的原则，对锈蚀物不做处理，只针对铜镜表面的灰尘进行处理，使用脱脂棉蘸取适量酒精擦拭鏡面，然后用蒸馏水浸泡清洗。

4.3 焊接

由于该铜镜断裂为11块，镜面轻薄且局部缺失，仅使用粘接的方法会因粘接面过小而受力较差，存在粘接不牢固的风险。因此，本文采用锡焊以保证文物修复后的连接强度。具体操作步骤：首先将清洗干净的铜镜放置于平台上，由于该镜面呈轻微弧形，须使用软泥垫实，用热熔胶将破碎的铜镜临时加固以防移动;然后选择焊接点，用铅笔标记焊接切口，切口应尽量避开纹饰复杂或不易打磨处;用吊钻在铜镜裂隙两侧2～3cm处轻微打磨至裸露出金属基体，由于该铜镜正面金属光泽较好，故只在背面开口而尽量保持正面的完整性，以便于后期打磨和随色做旧;将剪好的铜片放置于切口并点助焊剂，用电烙铁蘸取锡将铜片焊接牢固，将焊接好的铜镜置于蒸馏水中浸泡清洗，以除去焊接时带入的化学物质;清洗晾干后用牙科打磨机或砂纸将锡焊点凸出的部分打磨平整;最后用调刀将滑石粉和胶粘剂的混合物填入铜镜缝隙及焊接点处，待完全固化后用细砂纸将其打磨平整。

4.4 补配

由于该铜镜纹饰清晰，拟采用石膏翻模补配。由于纹饰的旋转对称性，根据缺失部分的位置，在铜镜纹饰的对称处用雕塑泥翻模，随后在模具上倒入石膏以获得缺失部分的纹饰。待石膏干燥后，根据缺失形状裁好并打磨平整置于铜镜缺失处，用雕刻刀雕刻补配石膏块和铜镜连接处的纹饰。将补配好的石膏模块以同样的方式翻模，将缺失部分做成环氧树脂并粘接在缺失处，同时打磨平整。较小缺失处采用同样的方式处理，補配好的铜镜。

4.5 做旧

使用汽车漆随色做旧。用毛笔蘸取褐色以及黑色等车漆，根据器物底色涂在补配处。在随色时每做几次或十几次即使用细砂纸打磨再继续进行，如此反复直至颜色接近。最后根据铜镜表面锈蚀情况适当随上其他颜色，以增加锈蚀层次。修复好的铜镜，修复后重360g。

5 结论

本文利用X射线荧光光谱仪及拉曼光谱仪对铜镜残片进行了分析，结果表明该铜镜Sn、Pb的含量分别为36.2%和4.27%，为高锡低铅铜镜，锈蚀产物种类较少，主要为赤铜矿（Cu2O），无有害锈。铜镜病害主要为残缺、断裂、点腐蚀和锈蚀。根据分析结果及病害情况，选择用传统焊接法对其进行了保护修复，修复后该铜镜的观赏性得到显著提高。

参考文献

[1]孔祥星，刘一曼.中国古代铜镜[M].北京：文物出版社，1984：24-25.

[2]陈建立，刘煜.先秦超高锡青铜刃具初探[M]//陈建立，刘煜.商周青铜器的陶范铸造技术研究.北京：文物出版社，2011：297-305.

[3]吴来明.“六齐”、商周青铜器化学成分及其演变的研究[J].文物，1986（11）：76.

[4]M.Bouchard，D.C.Smith.Catalogue of 45 reference Raman spectra of minerals concerning research in art history or archaeology，especially on corroded metals and coloured glass[J].Spectrochimica Acta Part A 59（2003）2247-2266.

[5]傅献彩，沈文霞，姚天扬，等.物理化学[M].北京：高等教育出版社，2005：484.