在世界冶金史上中國古代冶金曾有過領先和輝煌的發展階段，其物質遺存十分豐富，這是中華民族創造力的結晶，彌足珍貴。目前我國各類金屬文物的數量極其巨大，所蘊含的藝術和科學研究價值也十分豐富。然而，腐蝕正以驚人的速度吞噬著這些寶貴的文化遺產，文物的藝術價值、社會價值和經濟價值急劇流失，造成巨大損失。

    館藏金屬文物保護國家文物局重點科研基地，依托于中國國家博物館，是國家文物局批準成立的第四批五家重點科研基地之一。記者有幸經北京化工大學許淳淳老師引薦，結識了中國國家博物館的潘路、成小林老師，走訪了館藏金屬文物保護國家文物局重點科研基地。請大家跟隨記者的腳步，一起走進北京市豐臺區石榴莊西街 248 號中國國家博物館文物科技保護中心的大樓內，了解館藏金屬文物保護國家文物局重點科研基地的發展現狀……

    應運而生 科研基地基礎條件過硬

    根據《全國金屬文物各類病害數量及其所占比例統計表》金屬文物病害種類分 10 種，其中表面銹蝕、表面硬結物、形體殘損為金屬類文物三大病害，其全國發生率平均值分別是 74.3%、52.2%、44%， 而 罹 患 有 害 銹 的 占30.5%，腐蝕層覆蓋銘文、紋飾的有19.2%，其他類型病害比例達 17.4%，通體酥解的占 4.1%。金屬文物的腐蝕及其防護是文物保護領域所面臨的國際性問題，金屬文物是我國古代文物重要的組成部分，在國際上也處于十分重要的地位。由于金屬的易腐蝕性和病害的多樣性，有很大數量的金屬文物已經處于瀕危狀態，亟待進行科學的保護處理，金屬類文物保護工作任務較為繁重和緊迫，科技含量要求高，建立一個國家級的重點科研基地迫在眉睫，館藏金屬文物保護國家文物局重點科研基地應運而生。

    館藏金屬文物保護國家文物局重點科研基地位于中國國家博物館文物科技保護中心的大樓內，現科技大樓包括地上五層，地下兩層，總建筑面積約7900m 2 。其中，1930m 2 用于實驗室與修復室工作間，具體包括儀器分析室、環境監測室、保護實驗室、化學實驗室、器物修復室、書畫修復室、近現代復制室、資料室、藥品庫房、文物庫房和辦公室等。分析與環境監測研究室面積約 550m 2 ，主要從事各類文物的分析研究和館藏環境的日常監測與檢測，包括對器物基體成分、銹蝕產物、腐蝕程度的檢測，以及文物保存狀況評估和腐蝕機理的基礎研究等。保護實驗室面積約 550m 2 ，器物修復室面積約 250m 2 ，書畫修復室面積約 200m 2 ，近現代復制室面積約 200m 2 ，庫房、辦公室面積約110m 2 ，藥品庫房包括總面積為 120m 2的地下兩層。科研基地現擁有總價約5000 多萬的大型分析儀器設備 30 臺（套）。在現有的儀器設備中，有相當部分是金屬文物分析和環境監測的專用檢測分析設備。另外，國家博物館為支持科研基地建設計劃每年投入 100 萬元用以文物保護科技中心包括基地的正常運行，為完善科研工作條件，根據需要可單獨申請購置保護修復設備。

    功能布局 明確現階段主要研究任務

    科研基地設立了如下 3 個基本功能單元：

    （1）文物分析與環境監測研究室：主要承擔館藏文物保存環境監測與檢測，金屬文物的科學分析、病害評估方法及其標準規范的基礎研究、應用技術研究及相關基礎性工作。

    （2）金屬文物保護研究室：主要承擔金屬文物保護方法和材料的基礎研究、應用技術研究和相關基礎性工作。

    （3）金屬文物修復復制研究室：主要承擔金屬文物的修復復制工作的基礎研究、應用技術研究和相關基礎性工作。

戰國紅銅鑲嵌銅壺修復前

戰國紅銅鑲嵌銅壺修復中

戰國紅銅鑲嵌銅壺修復后

    根據科研基地既定的開展館藏文物保存環境基礎科學和應用技術研究的主要研究方向，現階段科研基地的主要研究任務為：

    （1）開展金屬文物保護修復理念的科學研究。包括：探討最小干預原則在金屬文物保護方法和材料中的具體應用；明確金屬文物帶銹保護理念的科學含義，從實際出發明確帶銹保護理念的適用范圍，等等。

    （2）開展不同地區金屬文物腐蝕狀況與埋藏環境間關系的研究。中國有960萬平方公里的國土， 地域十分廣闊，從南到北更是橫跨了寒帶、溫帶、亞熱帶等不同氣候地域。由于不同地區埋藏環境的土壤理化性質不同，出土青銅文物的銹蝕特征和腐蝕狀況也不同。建立不同地區金屬文物腐蝕狀況與埋藏環境間的關系，一方面可根據土壤的特性評估和判斷器物的腐蝕狀況，為尋求相應的保護措施提供依據；另一方，根據器物的銹蝕特征進一步推斷其出土地點，從而有助于對文物做出正確的認識。

    （3）開展金屬文物保存現狀科學評估研究。科學的診斷是治病的基礎。利用新的科學手段完善細化現有的金屬類文物病害評估技術規程，在此基礎上針對金屬文物的病害特征建立無損、微損以及必要的有損分析系統，逐步形成標準化的金屬文物保存現狀的科學評估體系。

    （4）開展館藏金屬文物保護修復應用技術和材料研究。應用技術研究，一方面包括金屬文物的除銹、脫鹽、緩蝕、封護方法和新型材料的研究；另一方面包括器物修復時所用粘（焊）接、補配、矯形時所用工具、方法、材料的研發。

    （5）開展館藏環境下金屬文物預防性保護研究。預防性保護是當今世界文物科學保護領域的發展趨勢，不同材質的文物對各種環境因素的敏感程度不同，國內外對溫度、空氣污染物（二氧化硫、氮氧化物、臭氧、羰基化合物等）對金屬文物腐蝕的影響已有研究，但針對不同金屬文物的特性，在金屬文物展柜微環境調控、空氣中顆粒物對金屬文物的影響以及未進行保護處理的帶土帶銹文物、帶“有害銹”文物的最優保存條件等方面尚有很多值得深入探討的研究空間。

    開放運行 重點開展一批應用科研項目

    根據科研基地“開放、流動、聯合、競爭”的運行機制，為深入建設科研基地共享平臺，探索多學科、多專業交叉聯合攻關的科技創新機制，科研基地將自 2016 年起逐步組織開展一批開放研究課題，主要研究方向和內容為：

    （1）銅鐵復合器的腐蝕和保護研究。

    銅鐵復合器是使用鐵器早期階段的一種重要文化現象，備受冶金史和冶金考古學家關注。各地很多墓葬出土有該類器物，已有的文獻大多集中于對銅鐵復合器的材質和制作工藝方面的研究，對相關的腐蝕和保護研究較少。由于這些器物大多遭受腐蝕，特別是鐵質部分腐蝕嚴重甚至沒有鐵芯，因此急需要對此類器物的腐蝕與保護展開探討和研究。

    重點研究方向包括：了解國內銅鐵復合器的出土情況和腐蝕狀況；研究銅鐵復合器中的鐵或銅部分與單一的鐵和銅金屬的腐蝕速率對比；篩選和改進同時適用于銅和鐵脫氯的材料和方法；將新型、無毒、環境友好型的緩蝕劑應用于銅鐵復合器的保護處理，篩選最佳處理條件，并對緩蝕效果進行綜合評價。

    （2）鐵質文物腐蝕產物β—FeOOH的危害、脫氯及轉化技術研究。

    在鐵質文物腐蝕產物中，四方纖鐵礦 akaganéite（β—FeOOH）是最常見的含氯的腐蝕產物，氯離子的存在可使鐵器發生腐蝕循環。因此確定 β—FeOOH對鐵質文物的危害以及 β—FeOOH 中氯的脫除與轉化技術研究是鐵質文物保護的關鍵問題。總體來講，國內文物保護領域對β—FeOOH的針對性研究比較少，而中國古代鋼鐵技術是以生鐵和生鐵制鋼為基礎的技術體系，與古代西方國家的鐵質文物差異很大。β—FeOOH 在鐵器銹蝕中起的作用以及脫氯或轉化方法可能也不盡相同。國外的研究結果值得借鑒，但未必能照搬，因此對β—FeOOH在中國鐵質文物銹蝕過程中的作用、脫氯及轉化方法展開研究是非常必要的，且有現實意義。

    重點研究方向包括：研究β—FeOOH表面的氯離子和隧道結構中的氯離子對鐵質文物的腐蝕作用。同時確定環境溫濕度、氧氣濃度、有機酸濃度等因素對腐蝕過程的影響作用；堿液浸泡法對 β—FeOOH 的影響，研究氯離子的脫出規律以及物相轉化規律。通過改變試劑、溫度、濃度、催化劑等參數，尋找合適的脫氯及轉化工藝、條件。

    （3）具有二氧化錫銹蝕層的青銅器的保護研究。

    在近年來的青銅器保護工作中，常見一類較為特殊的青銅器銹蝕產物，其表觀形貌類似于漆古，主要成分為錫石。此類青銅器銹蝕產物多出現在南方地區，其形成與埋藏環境有密切關系。以往研究中對此類銹蝕分析缺乏針對性和系統性，樣品出土地點分散， 需增加樣品數量， 提高樣品多樣性，系統研究不同出土地點和埋藏環境下的銹蝕樣品，這有助于我們了解此類青銅器銹蝕層的形成條件和影響因素。

    重點研究方向包括：調查和評估此類青銅器在不同保存環境下的保存狀態，從主動性和被動性保護兩方面開展此類青銅器的保護方法的研究。增加此類青銅器樣品的數量、種類，對比分析不同出土地點、埋藏環境與腐蝕特征之間的關系；運用新的科學分析手段，分析銹蝕的成分、結構，研究不同合金元素對銹蝕形成的影響。

基地全體人員合影

與法國博物館研究與修復中心專家交流

金屬保護基地揭牌儀式

    （4）鉛及其合金器物的保護修復研究。

    鉛及鉛合金雖為耐腐蝕金屬，但在復雜的埋藏環境中以及出土后環境的變化會引起鉛器的腐蝕，嚴重者可致使器物通體礦化，器物消失。相對于青銅器、鐵器，鉛器是個小眾金屬文物，因此其破壞并未引起廣泛的重視。目前，對鉛器的科學保護研究，借鑒于工業生產，主要研究的是鉛的腐蝕機理和鉛的緩蝕。然而，專門針對鉛器及其合金文物的保護研究，卻鮮有文獻報道。因此，對鉛及其合金文物保護研究工作急需開展。

    重點研究方向包括：從化學腐蝕和電化學腐蝕角度研究鉛器在土壤和大氣環境中的腐蝕機理；針對未完全礦化和通體礦化兩種保存狀況的鉛器，研究相應的保護方法；主要從控制博物館溫度、濕度、污染物等方面對鉛器的預防性保護展開研究。

組織召開藏品保護專業委員會2016年會

與維多利亞-阿爾伯特博物館專家交流

    （5）新型環境友好型金屬文物用保護材料的篩選及應用研究。

    金屬文物用保護材料的使用可最大限度的延長文物壽命，而新型無毒、環境友好型金屬文物用保護材料的研究一直是最近幾年的科研熱點。在文物保護過程中，針對不同的金屬文物類型及銹蝕情況，需采用不同的緩蝕及封護材料進行處理。復合金屬類文物與一般金屬文物相比，腐蝕現象更嚴重，腐蝕機理也更復雜，故針對該類器物的腐蝕特點，篩選出一些符合文保原則的新型保護材料變得尤為重要。

    重點研究方向包括：復合金屬類文物用緩蝕劑的篩選及應用研究，得出最佳處理條件，并對緩蝕效果進行綜合評價；探討帶銹金屬文物保護的特殊需求，對現有常用保護材料與銹層的相互作用進行探討；基于大型儀器聯用的保護材料作用機理研究；對于金屬工業領域先進防腐、保護技術的借鑒與新嘗試。

    （6）3D打印機在青銅文物修復復制中的應用研究。

    （7）出土金屬文物現場應急保護。

    科技創新 力促金屬文物保護長足發展

    科研基地十分重視人才隊伍建設，鼓勵并支持相關科技人員積極參加金屬文物保護相關的國際學術會議、合作研究和互訪。科研基地的建立可以集中優勢資源和力量進行重點和重大科技項目攻關，可以有效進行科研成果的普及和推廣，可以組織開展各種形式的人員培訓工作，以點帶面，促進我國金屬文物保護水平的長足發展。

    致謝：

    本文得到了中國國家博物館潘路、成小林老師的幫助，致以謝忱！

    后記：

    希望館藏金屬文物保護國家文物局重點科研基地日后的發展越來越好，為我國金屬文物保護再做更多貢獻！讓我們對辛勤工作在文物保護一線的工作者們道一聲：“你們辛苦了！”