鎏金器物出現坑坑洼洼的殘缺,借助化學鍍的方法,可以對其成功修復,讓它重現千百年前的美麗。這其中有哪些化學原理呢?讓我們一起來看看吧!
(圖源:《知識就是力量》雜志)
如烹飪的化學鍍
化學鍍是表面處理技術的重要方式之一。表面處理技術可以在基體材料表面,加工形成一層與基體的物理、化學性能不同的表層,從而達到耐腐蝕、耐磨損、美觀的目的。
表面處理技術在中國有著悠久的歷史,例如,河南安陽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過鉻(gè)酸鹽鈍化處理的青銅鏃(zú,安裝在箭桿前端的鋒刃部分)。
作為表面處理技術的重要方式之一,化學鍍是在含有金屬離子的溶液中,使用還原劑,將金屬離子(金屬離子在化學反應中,充當氧化劑)還原成金屬。金屬沉積在基體材料表面,就形成了致密鍍層。
化學鍍過程的本質是氧化還原反應,金屬沉積不是通過固液兩相間的金屬原子和離子交換實現的(即基體材料沒有參與反應),而是液相離子通過與液相中的還原劑反應,在金屬或非金屬表面還原沉積實現的。
這里有些難理解,我們來一一解釋一下:相是材料學里很重要的一個概念,是指材料中,物理、化學性質完全均勻的區域。
目前應用最廣的一種化學鍍層——化學鍍銅,還原劑(主要是甲醛)與金屬離子(銅離子)在堿性條件下發生反應,即
化學鍍銅后掃描電鏡(介于投射電鏡和光學顯微鏡
之間的一種觀察手段)(供圖/牛飛)
中國古人有云:“治大國如烹小鮮。”其實,化學鍍也和生活中的烹飪過程是很像的。影響其效果的主要因素包括:
1、基體預處理→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、絡合劑及穩定劑→秘制調料
給文物“做手術”
化學鍍在工業中應用廣泛,但在文物修復領域屬于一種創新。它可使局部磨損的文物加厚或恢復尺寸。
給文物“做手術”,必須在不改變文物原狀和真實性、最小干預、可識別、與整體協調等原則上進行。因此,化學鍍并非直接作用在文物本體,而是作用在補配部位。所謂補配,是在文物殘缺部位,使用各種材料進行回填塑形,使其外形恢復完整。
適用文物材質: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)的其他胎質器物,如木器、陶瓷等
使用材料:以環氧樹脂為主調制的復合材料(填充文物殘缺的材料,不參與化學反應)
修復工序:基體預處理→敏化→活化→還原沉積→完成補配部位的化學鍍銅
在實際修復中,補配部位很難浸泡,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,每半小時更換一次棉花。用這種方法獲得的化學鍍銅層比較薄,對底色的覆蓋作用有限,但已具備導電性。在此基礎上,工作人員會根據不同材質,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構的鍍層。
修復前、后對比(供圖/牛飛)
仿生瓷器金飾殘缺部位修復效果(供圖/牛飛)
化學鍍讓修復后的器物達到了“遠看一致,近看可識別”的效果。隨著科技的進步,更多手段有望被用于文物修復,讓我們期待更多文物能重現風采!
責任編輯|代竹蕊 岳煥琦
運營編輯|岳煥琦 李元龍
質量審核 | 業蕾
圖文來源 | 《知識就是力量》雜志《化學鍍——重現千百萬年前的美麗》,撰文/牛飛(深圳博物館),原文有刪改,原創作品轉載請注明來源。
知識就是力量
現訂購2025年
優惠訂閱288元
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.