文物保護(hù)材料學(xué)：第六章．修復(fù)材料

1、第六章修復(fù)材料補(bǔ)全與修飾材料文物除了清洗加固粘接外，有些文物是呈碎片狀，無法粘接成一個整體。為了文物穩(wěn)定和美感，需要對缺失部分進(jìn)行的修復(fù)叫做補(bǔ)全。補(bǔ)全之后部分地方外觀與文物存在差異，因此需要進(jìn)行修飾。這兩個工作比較接近，因此放在一起。文物修補(bǔ)的目的是為了文物的穩(wěn)定和美觀。修復(fù)操作界限：是修復(fù)停止于臆測。之前清洗加固粘接中對文物都沒有添加，但是修復(fù)中有添加操作。如斷臂維納斯，她的胳膊是缺失的，這個時候就要猜測胳膊是怎么樣的，但是這個操作是不能進(jìn)行的。意大利科學(xué)家曾模擬過斷臂的可能形狀，但是最后發(fā)現(xiàn)還是斷臂時比較好看。中國在修復(fù)時也有這種觀念。對稱的可以修補(bǔ)，但是如果兩邊都缺了，或不知道原本是什么

2、樣，就不能修補(bǔ)。室外文物的話如果有照片保留，也可以進(jìn)行修補(bǔ)。文物保護(hù)和文物修復(fù)在國內(nèi)外的概念是不同的，各有自己的含義。在國內(nèi)，文物保護(hù)的內(nèi)容比較廣，指對文物進(jìn)行的所有保護(hù)性措施，其中技術(shù)保護(hù)所指的內(nèi)容也比較廣泛，涵蓋所有采用科技手段恢復(fù)文物的完整性及延長文物壽命的研究與工作，而修復(fù)則相對概念內(nèi)涵小，指傳統(tǒng)的將破碎文物修補(bǔ)并獲得原有形狀和外貌的工作。在這里，修復(fù)的概念即與以上的相似。修復(fù)材料指在對文物進(jìn)行恢復(fù)文物修補(bǔ)的類型包括：1考古修復(fù):填補(bǔ)的地方直接修成白色，最真實還原文物的本質(zhì)。2展示修復(fù):要求顏色協(xié)調(diào)，考古修復(fù)白色太刺眼，易導(dǎo)致太強(qiáng)的視覺刺激，影響欣賞。3藝術(shù)修復(fù):修到讓人看不出來，多用

3、于商業(yè)用途。德國人非常不喜歡傳統(tǒng)修復(fù)，他們通過高價買回來了修好的文物，這類文物并沒有什么研究價值。此外還有特殊修復(fù)。瓷器有一種修復(fù)叫金繕，一般用于日用品修復(fù)但通常不用于文物。圓明園之前的陶瓷讓會金繕的人來修復(fù)，因此改變了文物的本身情況，受到很多人的批判。圖61 文物修復(fù)的類型左上：考古修復(fù) 右上：展示修復(fù)左中：藝術(shù)修復(fù)前 右中：藝術(shù)品修復(fù)后左下：金繕修復(fù)前 右下：金繕修復(fù)后在修復(fù)完整形狀和外貌工作中所使用的材料。在修復(fù)過程中，為了固定文物的形狀，采用一些材料，這些材料包括沙子、蠟、熱熔膠壓敏膠帶等。 一 支撐材料在粘接的時候，用于種支撐穩(wěn)定文物的材料，以起到固定文物的作用。1沙子：是一種在修復(fù)

4、過程中支撐文物的比較廉價易的材料。要注意沙子不可太尖銳，也不能有鹽分，一定要清洗干凈，否則會損傷文物。2蠟：在文物修復(fù)中應(yīng)用較廣?？梢杂米黾庸滩牧?，封護(hù)材料，在修復(fù)中可做支撐與翻模材料。3壓敏膠及膠帶壓敏膠帶在文物修復(fù)中做暫時性支撐材料，例如在對破碎的文物殘片進(jìn)行試拼接的時候使用；在粘接文物過程中，用于粘接劑固化之前固定文物形狀。還可以在填充材料固結(jié)前做補(bǔ)缺時的襯地材料。使用壓敏膠時必須注意，對疏松文物表面應(yīng)謹(jǐn)慎地使用壓敏膠，另外某些膠帶不可用于和某些修補(bǔ)、粘接樹脂配合，如一些膠帶與環(huán)氧樹脂接觸會變紫。4熱熔膠熱熔膠是一種可塑性的粘合劑，在一定溫度范圍內(nèi)其物理狀態(tài)隨溫度改變而改變。加熱到708

5、0度熔化，利用熱熔膠機(jī)通過熱力把熱熔膠溶解，溶解后變?yōu)橐后w，通過熱熔膠機(jī)的熱熔膠管和熱熔膠槍，送到被粘合物的表面，熱熔膠冷卻后即完成了粘合。熱熔膠的組成為：基體樹脂增塑劑增粘劑抗氧劑填料5膠帶 一般用紙膠帶而不是用塑料膠帶。這是因為塑料容易變形。一旦變形，就會發(fā)生錯位。所以不能將膠帶撕下來，而需要用溶劑擦下來。膠帶作用是臨時支撐和在填充材料固結(jié)之前做輔助襯底材料，有時候膠帶不能和樹脂接觸（比如環(huán)氧樹脂），否則會發(fā)生變色二模范材料所謂模范材料是指用于修補(bǔ)殘缺部分或復(fù)制文物而翻制文物整體或部分中用作模和范的材料。比如房頂?shù)耐弋?dāng)，如果只留下一片了，這個時候可以將這一片瓦當(dāng)?shù)男畔?fù)制下來，并制成模范材

6、料，以供修復(fù)。可用的模范材料有：1粘土具有塑性的黏土礦物的混合物，容易得到，使用方便。經(jīng)過仔細(xì)挑選的黏土是廉價易得的翻模材料。注意粘土不可用于粗糙多孔的文物上，因為粘土吸附在文物上的顆粒難以去除。解決的方法就是做隔離層，如石膏粉，滑石粉，這些粉末可以阻擋黏土的滲透。粘土由于非常易得，因此其應(yīng)用范圍非常廣泛。比如陶藝，用可塑黏土來做各種不同東西，再燒制，非常簡便?，F(xiàn)在我們國家有很多地方在做青銅器的復(fù)制。鄂州博物館做青銅復(fù)制，有內(nèi)模，有外范，也有銅鏡的范。泥土復(fù)制信息的能力很強(qiáng)，一些一腐爛的物質(zhì)，比如紡織品的紋飾可以印在土上。2蠟圖62 四羊方尊 失蠟法鑄造蠟多用于做復(fù)制取形。一等它冷卻之后就可以

7、記錄文物的原始形狀。在青銅器制作上用失蠟法鑄造。失蠟法用蠟做原型，加稀泥，粗泥，然后加熱熔化蠟，再加銅水。用失蠟法可以制作出傳統(tǒng)鑄造方法中很難鑄造出的鏤空紋飾。之前學(xué)術(shù)界對是否存在失蠟法工藝存在爭議，但是隨著隨州文峰塔發(fā)現(xiàn)青銅器失蠟法鑄造的直接證據(jù)，上面有蠟的痕跡。文物修復(fù)中用蠟來翻模，在現(xiàn)代文物修復(fù)中使用的包括礦物蠟和有機(jī)蠟等，有蠟塊和蠟片等存在形式。蠟不可以用在多孔文物的表面，否則易造成污染，且不易去除；如果必須使用，要先用隔離劑（如聚乙烯醇）處理；如果是陶器的話，聚乙烯醇就不合適了。文物修復(fù)的師傅很多喜歡肥皂水，但是也有情況下很難去除。另外國外通常使用一種蠟?zāi)嘧瞿Ｐ筒牧希煞质牵禾妓徕}、

8、氧化鈣、petroleum jelly（類似于瀝青）、脂肪酸等。將這些原料混合后，會形成油灰狀的材料，有時加入一些硫做保護(hù)材料。這種材料有油膩性，不宜用在容易形成污斑的物體上。另一種還有一種相似的材料沒有油性，也沒有硫，可用于金屬材料。蠟?zāi)嗫梢宰鰳渲钛a(bǔ)材料的支撐物，輔助它們進(jìn)行修補(bǔ)。與蠟相同，缺點是蠟?zāi)嗳菀鬃冃?，所取得型不清晰?石膏石膏是天然水化硫酸鈣礦物，成分是CaSO42H2O。石膏的品種很多，不同在于粒徑、固化時間、密度、膨脹性、顏色等。翻模用石膏的制備是將天然的二水石膏在有水蒸氣的條件下焙燒，使失去3/4的結(jié)晶水變?yōu)榘胨?。半水石膏通常有兩種：a-半水石膏、b-半水石膏；通常情況

9、下得到的是b-半水石膏，這種石膏制得的模型氣孔多，強(qiáng)度低；而經(jīng)過特殊工藝制備的a-半水石膏制備的模型，具有很高的強(qiáng)度、硬度及光滑度。石膏的品種很多，不同于粒徑、固化時間、密度、膨脹性、顏色等等。石膏可用于雕刻、磨料、粘接等，也可做精密的翻模材料。但要注意，石膏使用時一定要用脫模劑。早期的文物修復(fù)室通常只備有石膏。有些時候要把很多文物的模保留下來。相比于蠟一受熱就分解，石膏翻模存放時間比較久，但是。但是石膏翻模有一個缺點，就是必須要分塊。三足鼎就必須分成三塊，否則就分不開來。這個技術(shù)非常復(fù)雜，通常不易掌握。石膏的不足之處在于：使用時間短、固化后膨脹（1），粘附在文物上不易去除（尤其是硬石膏）、吸

10、濕、吸附硫酸鹽造成結(jié)晶性破壞。此外石膏溶于水，因此有時候隨著液體進(jìn)入后會進(jìn)入文物中結(jié)晶，也會對文物產(chǎn)生破壞。4天然膠乳天然膠乳與人工膠乳都可以用做翻模材料。乳膠手套就是利用人工膠乳在一個手性模具上翻模制作而成的。乳膠與石膏相比，最大的便捷之處在于不用分塊。膠乳來源于乳膠樹的分泌物，常添加氨以增加穩(wěn)定性。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低，在室溫下柔軟。需加入硫進(jìn)行預(yù)硫化；另外加入棉絨、鋸屑、棉紗可增加強(qiáng)度。但是乳膠有8%的收縮，這會導(dǎo)致精確度不夠（相比之下石膏變形度很小），此外，固化后放一段時間后會變硬，再倒石膏之后就會碎掉，因此要馬上做復(fù)制品；在翻模前使用一些滑石可以幫助順利脫模。使用的注意事項：膠乳不宜與

11、金屬直接接觸，因為氨對金屬有腐蝕作用，需要先用保護(hù)涂層涂覆金屬表面。有鍍金、冷涂裝飾物等的不穩(wěn)定表面，不宜與乳膠直接接觸，易在脫模時發(fā)生拉脫。膠乳用于堅硬而不易污染的文物上，如青銅器、瓷器、硬陶等。普通陶器則不用，因為器質(zhì)地相比而言比較軟。有鎏金的文物一般也不用天然乳膠，因為乳膠會流進(jìn)去，影響鎏金層。膠乳易老化?，F(xiàn)在也有用合成橡膠做翻模材料的。乳膠的模與聚酯樹脂不相容，也不可用環(huán)氧樹脂澆筑，因為環(huán)氧樹脂放熱容易破壞乳膠膜。5熱熔取形材料一種在加熱情況下使用的材料，加熱熔化后壓在文物上，可翻取部分與需要修補(bǔ)的地方相似的花紋的材料。這類材料有膠凝材料到乙烯基柔性材料。一般在家庭裝修中經(jīng)常用。在文物

12、修復(fù)中一般只在沒有更好的材料下的條件下使用，比如在工地比較建樓中，可以到正在裝修房屋的地方借用。使用熱熔取形材料取形之后就要馬上使用，趕快復(fù)制，否則材料就會碎掉。6硅橡膠硅橡膠是指主鏈由硅和氧原子交替構(gòu)成，硅原子上通常連有兩個有機(jī)基團(tuán)的橡膠。硅橡膠按照溫度分為熱硫化型和室溫硫化型。高溫硫化硅橡膠是分子量在50到80萬的直鏈硅烷，一般不用。室溫硫化型則是羥基封端，分子量1到8萬，呈液體。室溫硫化型硅橡膠按組分分為單組分和雙組分。單組分硅橡膠是將硅樹脂和固化劑混在一起，一遇水或者是空氣就發(fā)生固化反應(yīng)，但是有效保質(zhì)期短，主要有脫羧型脫肟型等。而雙組分則是硅樹脂和固化劑分開包裝，需要使用時再混合，文物

13、保護(hù)中通常使用雙組分硅橡膠。此外，硅橡膠還需使用交聯(lián)劑和催化劑。交聯(lián)劑多用正硅酸乙酯，催化劑如二月硅酸二丁基錫。室溫固化硅樹脂按照反應(yīng)類型分為縮合型和加成型。縮合型是在反應(yīng)過程中釋放小分子如醇、醋酸等，并有收縮；這類樹脂易于因毛細(xì)作用進(jìn)入多孔物質(zhì)。通常而言單組分的樹脂都是縮合型的而雙組分基礎(chǔ)膠料和交聯(lián)劑催化劑等分別包裝，其產(chǎn)品既有縮合型（脫醇、脫氫、脫水、脫羥胺）和加成型。縮合型早反應(yīng)過程中有收縮，易于因毛細(xì)作用而進(jìn)入文物。使用時也要做隔離層，比如釋放氨釋放羧酸之類會對文物破壞，要做聚乙烯醇隔離層。而加成型的不釋放酸，沒有以上問題，加有大量的催化劑，升溫會提高固化速度。硅橡膠可以用于翻制精細(xì)的

14、模型，文物修復(fù)中用的硅橡膠多借用牙科用材料。硅橡膠記憶非常準(zhǔn)確，而且非常有彈性，這樣可以使得分范比較少。此外，硅橡膠耐久性也很強(qiáng)，因此可長期保存。硅橡膠固化后不可溶解，只能溶漲。溶劑有芳香烴、氯代烴、脂環(huán)烴等。硅橡膠多用于翻制精細(xì)的模型；文物修復(fù)中所使用的硅橡膠與牙科用硅橡膠相似。圖63雙組分硫化反應(yīng)示意圖使用硅橡膠要注意一些問題：比如硅橡膠易污染多孔物質(zhì)，此外含有顏料的文物使用硅橡膠進(jìn)行翻模的時候也要格外小心。三填料（填補(bǔ)、補(bǔ)全材料）填料是用于填補(bǔ)文物中缺失的部位的材料。一種材料要作為填料的要求有以下幾點： 1材料被塑成形狀或者被鑄成形狀；2材料能添加其他材料進(jìn)行調(diào)節(jié)；3材料能與其他材料相容

15、；4具有合適的強(qiáng)度（可支撐起來）和密度（與原始材料匹配，防止重心偏移）；5材料的熱膨脹系數(shù)應(yīng)與被修復(fù)材料相近；6固化過程中不收縮；7材料應(yīng)該具有可逆性；8材料耐老化；性能長期穩(wěn)定，如強(qiáng)度體積等等；9材料使用安全。常用的填料有：1 石膏 plastic of Paris石膏是很常見的填料，在國外一般叫做plastic of Paris。在文物修復(fù)中有多種類型的石膏可供選擇，區(qū)別在于硬度、顏色、固化時間、膨脹及穩(wěn)定性不同。石膏多用于陶瓷，壁畫的修復(fù)。石膏本身是白色的，但是文物本身是由顏色的，這就涉及到修復(fù)過程中補(bǔ)色的問題。國內(nèi)的方法是先用石膏填補(bǔ)好文物，然后再調(diào)與文物表面相近的色彩，但是表面那一層

16、顏料就很容易磨掉。而國外則是采用器物是什么顏色就調(diào)什么顏色方法，直接在石膏中加入顏料。因此要考慮石膏顏料對文物的影響，這時需要做實驗塊，進(jìn)行預(yù)實驗。2PolyfillaPolyfilla在國外是多用于填補(bǔ)裂縫而設(shè)計的含石膏的改性材料。polyfilla與石膏相比更容易塑性。在未硬化前比較軟，容易切削。在填補(bǔ)中如果過量使用該材料，需要將其除去。其固化時間比較長。Polyfilla包括內(nèi)部使用和外部使用兩種。內(nèi)部使用的：成分：硫酸鈣、纖維素醚、延緩劑（retarding agent），加入PVA乳液可提高強(qiáng)度。特點是固化時間長、不出現(xiàn)鹽結(jié)晶、收縮小、比較粗，容易切削磨平。外部使用的：成分為醋酸乙烯

17、共聚物乳液和無機(jī)礦物填料的混合物，加入殺菌劑。所用填料顆粒比較小。用于填補(bǔ)小空隙及表面缺陷，可以獲得光滑的表面。3.有機(jī)樹脂和礦物材料的混合體通常使用環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂等與粉末狀顏料或填料混合。填料則要根據(jù)文物的結(jié)構(gòu)和以及預(yù)期效果來選擇。這些材料可用于修補(bǔ)缺失的部分，也用于復(fù)制文物。在修復(fù)中使用的顏料或填料包括：二氧化鈦（先進(jìn)材料）、高嶺土（傳統(tǒng)材料）、硫酸鋇、玻璃珠、水合硅酸鎂、二氧化硅、氣相二氧化硅（也叫白炭灰，非常輕）、水合硅酸鎂、中空玻璃珠等。材料的使用：填料和樹脂混合后可以形成堅硬、密實、耐久的材料。操作時一定要在表面上多出來一部分填料，然后用手術(shù)刀，砂紙等工具將填料削到

18、原始的表面。國外要求修補(bǔ)的地方要比原始地方低1毫米，以分辨那一部分是修過的，哪一部分則是原始的。這種原則在考古修復(fù)和展示修復(fù)中都需要做到，這也是文物保護(hù)原子的體現(xiàn)。四修飾材料在破碎的文物殘片經(jīng)粘接、填補(bǔ)等工作恢復(fù)完整后，需要對形狀完整的文物進(jìn)行整飾，去除多余部分，并對表面的光潔程度整理。1 磨料和拋光劑磨料是銳利、堅硬的材料，用以磨削較軟的材料表面，拋光是指利用機(jī)械、化學(xué)或電化學(xué)的作用，使工件表面粗糙度降低，以獲得光亮、平整表面的加工方法。是利用柔性拋光工具和磨料顆?；蚱渌麙伖饨橘|(zhì)對工件表面進(jìn)行的修飾加工。需要根據(jù)周圍的情況選擇合適的磨料和拋光劑。經(jīng)常使用的有：氮化硅、金剛砂、石英、金剛石、硅

19、藻土、碳酸鈉等。打磨之后并不光滑，因此要拋光。2 微晶蠟：微晶蠟是白色無定形非晶狀固體蠟，以C31-70的支鏈飽和烴為主。使用微晶蠟的目的是使表面平整，光亮。五顏、染料（裝飾材料）修復(fù)的最后一道工序就是要對形狀已經(jīng)完整的文物進(jìn)行表面色彩的調(diào)整。表面裝飾材料性能要求遮蓋力 涂料遮蓋力是指把色漆均勻涂布在物體表面上，使其底色不再呈現(xiàn)的最小用漆量。遮蓋的方式有三種：1吸收光線。黑色的可以吸收所有光線，但文物用的比較少，除非文物本身是黑的。2散射光線，如彩色的文物對光線進(jìn)行散射。3反射光線如果涂層中的顏料和交接材料折射率差一定要大，那么透光率就會越差。如果不吸收光線，二者折射率差為0，則漆膜透明。如何

20、達(dá)到最佳折射率，涂料行業(yè)有以下方法：1折射率差值：折射率差值越大越好。2顏料的含量：有最佳值，可以通過實驗，來判斷加多少顏料可以擋住顏色。3顏料的體積濃度：顏料的比例4分散絮凝情況：顏料越細(xì)，分散能力越強(qiáng)，那么擋住的情況就越好1 顏料（1）定義：顏料是一種具有裝飾和保護(hù)作用的有色物質(zhì)，它不溶于水油、樹脂等介質(zhì)中，通常以分散狀態(tài)應(yīng)用。（2）種類：顏料可以按照生產(chǎn)方法、組成、功能、結(jié)構(gòu)和顏色等進(jìn)行分類。例如按照生產(chǎn)方法分為天然顏料和合成顏料。天然顏料如：朱砂、紅土、雄黃、銅綠、藤黃、靛藍(lán)等；合成顏料如：鈦白、鋅鋇白、鉛鉻黃等。按組成可分為無機(jī)顏料和有機(jī)顏料等。（3）在修復(fù)中常用的顏料有：a.白色顏

21、料：有鉛白、高嶺土、滑石、碳酸鈣、碳酸鋇、鈦白、氧化鋅、鋅鋇白等。壁畫：碳酸鈣：用于打底鉛白：線條用鉛白來畫b.黑色顏料：有碳黑（槽黑、燈黑、爐黑）、氧化鐵黑（褐鐵礦）和氧化銅等。圖64 各種各樣的顏料象牙黑、燈黑、槽黑、碳黑：這些都是原材料燒熱之后變成黑死，然后粉碎做顏料）c.棕色：如氧化鐵、棕土。氧化鐵在不同晶體下，有粉紅色，有黃色，也有黑色d.紅色：鉛丹（顏色較暗）、朱砂（最鮮艷，易變黑）、鐵紅、鎘紅、茜素、鉬鉻紅等。e.藍(lán)色：銅藍(lán)、藍(lán)銅礦、青金石（靠晶體結(jié)構(gòu)來顯色）、鐵藍(lán)、銨鐵藍(lán)、群青（人工合成，與青金石結(jié)構(gòu)相近）、鈷藍(lán)、普魯士藍(lán)、法國深藍(lán)等。f.綠色：孔雀石、祖母綠、鉛鉻綠、氧化鉻綠等。g.黃色：藤黃、鉛鉻黃、氧化鐵黃、鉻黃、檸檬黃等。 金屬材料類修飾物 金粉 金片（金粉與阿拉伯膠的混合物）、青銅粉、銅漆粉、光澤顏料選擇顏料要求有：對文物本身不產(chǎn)生任何影響，可以完全去除，在室溫下固化，與底物緊密結(jié)合；與底物不反應(yīng)（新漆與老漆不發(fā)生反應(yīng)），透明并具有