鎏金器物出現(xiàn)坑坑洼洼的殘缺,借助化學(xué)鍍的方法,可以對(duì)其成功修復(fù),讓它重現(xiàn)千百年前的美麗。這其中有哪些化學(xué)原理呢?讓我們一起來(lái)看看吧!

(圖源:《知識(shí)就是力量》雜志)
如烹飪的化學(xué)鍍
化學(xué)鍍是表面處理技術(shù)的重要方式之一。表面處理技術(shù)可以在基體材料表面,加工形成一層與基體的物理、化學(xué)性能不同的表層,從而達(dá)到耐腐蝕、耐磨損、美觀的目的。
表面處理技術(shù)在中國(guó)有著悠久的歷史,例如,河南安陽(yáng)殷墟遺址出土的虎面鍍錫銅盔(頭盔)、聞名中外的越王勾踐劍、秦始皇陵兵馬俑坑出土的經(jīng)過(guò)鉻(gè)酸鹽鈍化處理的青銅鏃(zú,安裝在箭桿前端的鋒刃部分)。
作為表面處理技術(shù)的重要方式之一,化學(xué)鍍是在含有金屬離子的溶液中,使用還原劑,將金屬離子(金屬離子在化學(xué)反應(yīng)中,充當(dāng)氧化劑)還原成金屬。金屬沉積在基體材料表面,就形成了致密鍍層。
化學(xué)鍍過(guò)程的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng),金屬沉積不是通過(guò)固液兩相間的金屬原子和離子交換實(shí)現(xiàn)的(即基體材料沒(méi)有參與反應(yīng)),而是液相離子通過(guò)與液相中的還原劑反應(yīng),在金屬或非金屬表面還原沉積實(shí)現(xiàn)的。
這里有些難理解,我們來(lái)一一解釋一下:相是材料學(xué)里很重要的一個(gè)概念,是指材料中,物理、化學(xué)性質(zhì)完全均勻的區(qū)域。
目前應(yīng)用最廣的一種化學(xué)鍍層——化學(xué)鍍銅,還原劑(主要是甲醛)與金屬離子(銅離子)在堿性條件下發(fā)生反應(yīng),即


化學(xué)鍍銅后掃描電鏡(介于投射電鏡和光學(xué)顯微鏡
之間的一種觀察手段)(供圖/牛飛)
中國(guó)古人有云:“治大國(guó)如烹小鮮。”其實(shí),化學(xué)鍍也和生活中的烹飪過(guò)程是很像的。影響其效果的主要因素包括:
1、基體預(yù)處理→洗菜、備料
2、pH值、溫度以及攪拌方式等工藝條件→煎炒烹炸等加工方法
3、鍍液成分組成,里邊的主鹽、還原劑、絡(luò)合劑及穩(wěn)定劑→秘制調(diào)料
給文物“做手術(shù)”
化學(xué)鍍?cè)诠I(yè)中應(yīng)用廣泛,但在文物修復(fù)領(lǐng)域?qū)儆谝环N創(chuàng)新。它可使局部磨損的文物加厚或恢復(fù)尺寸。
給文物“做手術(shù)”,必須在不改變文物原狀和真實(shí)性、最小干預(yù)、可識(shí)別、與整體協(xié)調(diào)等原則上進(jìn)行。因此,化學(xué)鍍并非直接作用在文物本體,而是作用在補(bǔ)配部位。所謂補(bǔ)配,是在文物殘缺部位,使用各種材料進(jìn)行回填塑形,使其外形恢復(fù)完整。
適用文物材質(zhì):鎏金器(利用金和水銀合成的金汞劑制備的器物,主要是銅胎),或表面有金飾(薄涂層)的其他胎質(zhì)器物,如木器、陶瓷等
使用材料:以環(huán)氧樹(shù)脂為主調(diào)制的復(fù)合材料(填充文物殘缺的材料,不參與化學(xué)反應(yīng))
修復(fù)工序:基體預(yù)處理→敏化→活化→還原沉積→完成補(bǔ)配部位的化學(xué)鍍銅
在實(shí)際修復(fù)中,補(bǔ)配部位很難浸泡,因此工作人員常用蘸取溶液的棉花敷于其上,再覆蓋一層保鮮膜,每半小時(shí)更換一次棉花。用這種方法獲得的化學(xué)鍍銅層比較薄,對(duì)底色的覆蓋作用有限,但已具備導(dǎo)電性。在此基礎(chǔ)上,工作人員會(huì)根據(jù)不同材質(zhì),選擇電刷鍍金或電刷鍍銅,獲取金色、黑色、槍色等各種顏色,由此形成了多層組合結(jié)構(gòu)的鍍層。


修復(fù)前、后對(duì)比(供圖/牛飛)

仿生瓷器金飾殘缺部位修復(fù)效果(供圖/牛飛)
化學(xué)鍍讓修復(fù)后的器物達(dá)到了“遠(yuǎn)看一致,近看可識(shí)別”的效果。隨著科技的進(jìn)步,更多手段有望被用于文物修復(fù),讓我們期待更多文物能重現(xiàn)風(fēng)采!
責(zé)任編輯|代竹蕊 岳煥琦
運(yùn)營(yíng)編輯|岳煥琦 李元龍
質(zhì)量審核 | 業(yè)蕾
圖文來(lái)源 | 《知識(shí)就是力量》雜志《化學(xué)鍍——重現(xiàn)千百萬(wàn)年前的美麗》,撰文/牛飛(深圳博物館),原文有刪改,原創(chuàng)作品轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源。
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