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咸阳博物馆收藏、展出的西汉彩绘兵马俑是20世纪60年代我国首次发现的大型汉兵马俑军阵。该批兵马俑出土40多年来，其彩绘整体发生了多种严重病害。第一种病害为普遍发生的风化褪色。出土时完整鲜艳的彩绘数年后即消失殆尽、无法辨认。第二种病害为肢体断裂。70年代曾用环氧树脂对出土时已断裂的残肢进行过修复，现绝大多数已老化断裂，无奈用铁架支撑展出。第三种病害为彩绘层龟裂、起翘、脱落。第四种病害为彩绘层酥粉。部分步兵俑、战马的腿部、脚部、蹄部彩绘层发生了酥粉现象，濒临自毁。 研究人员在分析病害成因，设计保护机理，加速老化、系统评价的基础上，分两期对上述病害进行了治理。 第一期：风化褪色、肢体断裂病害治理 第一期抢救修复包括两方面内容：对风化褪色的兵马俑进行稳定材料加固与物理显现、对肢体断裂的兵马俑进行黏结修复。 显现加固剂解决风化褪色问题 出土时完整、鲜艳的彩绘陶器出土后数年后即严重风化褪色的最主要成因是出土前后环境的巨大反差。 彩绘颜料、胶料层中的胶料在地下高湿缺氧的环境中保存了2000多年，吸水膨胀严重，而出土后置于一般室内环境中，膨胀胶料收缩，形成密布的微米级微孔。部分无机颜料在地下高湿环境中形成结晶水合物，出土后，失水风化、游离粉化而形成密布的失色粉状物。污染的细土粒还会黏附于颜料、胶料层的表面或嵌入胶料微孔之中。上述3种原因形成了一种空气、空隙—粒子、间隔界面，该界面对光形成散射作用，导致出土时原本鲜艳、完整的彩绘变得模糊不清。 研究人员对兵马俑风化褪色部分同时进行稳定材料加固和物理显现，在高分子加固材料中加入液态非挥发性稳定剂，组成显现加固剂。通过处理，液态非挥发性稳定剂填充了因风化而产生的空气、空隙-粒子、间隔界面，消除光散射现象，使模糊不清的原貌得到物理显现，同时，稳定剂也提高了高分子加固材料的耐久性。 使用的非挥发性液态稳定剂有两种：癸二酸二（1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基）酯（以下简称508）和亚磷酸苯二异辛酯（以下简称DPOP）；高分子加固材料两种：甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯的共聚物（以下简称372）和三氟氯乙烯与偏二氟乙烯的共聚物（以下简称F-2314）。上述材料混合配制的溶液分别适用于吸收性能不同的石灰与土质地仗壁画、陶质彩绘、砖质壁画、古建彩画的显现加固。 508以反应消除激发态单线氧和原子氧、钝化金属离子、提高塑性等功能促使372与颜料、胶料层性能稳定，DPOP辅助稳定，F-2314以微粒状分散于加固层中，透气、防蚀。508与DPOP共同填充“界面”，消除光散射，显现原貌。 兼容性黏结修复断裂肢体 对出土时已经断裂的兵马俑，采用黏结兼容的修复方案：将断裂陶体残渣粉碎成粒度为1000目以上的粉末，从环氧树脂胶、石材干粘胶、AB胶、白乳胶、植筋胶等10种建筑石材胶黏剂中筛选出一种既能与该粉末混合兼容，又与断裂面兼容的云石胶作为主修复剂，将粉末与胶料充分搅拌混合，形成专用黏合剂。由于混合物中含有陶器残渣粉末，胶黏剂与断裂陶器肢体形成了协调统一的整体。 具体实施工艺为：在断裂中心钻口径为0.3厘米，深1.5厘米的小孔，填充胶料，进行无缝黏结。黏结后，陶马可去掉原铁架，稳定站立。 “风化褪色、肢体断裂的西汉彩绘兵马俑显现加固与修复”工程方案2004年获国家文物局批准之后，进行了整体实施。研究人员对抢救修复的每一例文物跟踪观察至今，未发生变化。 第二期：龟裂、起甲、 脱落、酥粉彩绘病害治理 第二期抢救的内容为对龟裂、起翘、脱落、酥粉的彩绘层进行回贴修复。 温湿度大幅变化：龟裂、起甲、脱落成因 该批彩绘兵马俑在地下经历2000余年，地上经历40余年，胶料的原有结构已降解殆尽，但其元素组成基本未变。通过对兵马俑的铁红颜料层进行X射线光电子能谱分析，并与现有明胶、桃胶、铁红颜料进行比对，发现：桃胶与铁红混合物中不含氮元素，而西汉彩绘兵马俑的颜料、胶料层、明胶与铁红混合物、明胶中均含有氮元素，由此可以推测该批兵马俑彩绘层所用胶料为动物胶。发生龟裂、起翘、脱落的彩绘兵马俑颜料、胶料层较厚，未渗入陶质之中。 研究人员在2005年进行颜料、胶料层加速老化实验时发现，使用较高浓度的动物胶绘制的彩绘层很脆，也未渗入到陶质之中，在空气湿度由高到低变化时，在彩绘陶器上很易起甲、脱落。该批兵马俑所采用的胶料为浓度较高的动物胶，在环境湿度剧烈降低时应力发生变化而导致龟裂、起翘、脱落。当然，发生起甲、脱落的总体成因还是温湿度大幅变化造成彩绘层应力不均而致。 可溶盐的反复溶解、析出造成酥粉 发生严重酥粉现象的彩绘层多集中于战马的腿、蹄，步兵俑的腿、脚部，颜色多以红色为主，而黑色彩绘基本未发生变化。通过对发生酥粉的彩绘层进行扫描电镜能谱分析，发现其中含有一定量的钠与氯元素。据此推测，兵马俑的脚、腿、蹄部在出土前接触墓室地面，渗入了盐分。出土后，随着环境温湿度大幅度变化，可溶性盐在彩绘层中反复溶解、析出，向颜料表面而富集，随着此过程的反复，导致其胶料发生了酥粉。 回贴修复研究与局部实施 参照该批兵马俑彩绘胶料种类的推测结果，研究人员制作了模拟样品，通过高温高湿、高温高湿与低温冷冻交替、臭氧老化等加速老化手段，参照《漆膜附着力测试方法》《漆膜柔韧性杯突实验方法》《涂膜拉伸性能测试》等行业标准，进行了加速老化与系统评价，筛选出了以水性氟为主的酒精溶液作为回贴修复剂，研究试验了两种精细修复工艺，分别对龟裂、起翘、脱落、酥粉彩绘层进行回位修复与加固。 2004年，按照上述材料与工艺先期对10例龟裂、起翘、脱落、酥粉的彩绘陶俑、陶马进行了回位修复。一是对起翘、龟裂的彩绘层可达到无缝修复。二是对局部脱落的陶俑与陶马，进行回位修复，保持原貌，不进行重绘，不留今人痕迹。三是对已经酥粉的彩绘层进行加固修复。 对修复彩绘的每一处部位跟踪观察，至今未发生变化。 （作者：陕西师范大学历史文化遗产保护教育部工程研究中心 咸阳博物馆） （原文发表在《中国文物报》2010年7月2日第7版） (责任编辑：admin) |