梁宏刚 博士，中国社会科学院考古研究所副研究员，文化遗产保护研究中心副主任

    梁宏刚：博士，中国社会科学院考古研究所副研究员、文化遗产保护研究中心副主任，中国文物保护技术协会文物保护技术专业委员会秘书长，中国化学学会应用化学专业委员会考古与文物保护化学学科委员会学术委员，中国文物学会文物修复专业委员会专家委员会委员。主要研究方向或技术专长为金属文物保护修复，考古现场出土文物的保护修复，金属文物制作技术研究，文物分析测试研究等。近年来主要从事脆弱或矿化严重青铜器保护修复以及田野考古发掘现场出土文物保护修复研究工作。多次主持、参与主持或参加国家科学技术部、国家文物局等较大型科研项目的策划与具体研究工作，以及有关科技专项建议书的编制。

    中国古代金属文物不仅种类繁多，而且造型独特、纹饰精美，具有极高的历史价值和艺术价值。但出土的金属文物由于长久埋藏于地下以及出土后存贮条件的限制等原因，使得金属文物面临着严峻的腐蚀问题。研究金属文物保护理论和技术、延长金属文物的寿命具有重大的现实意义和深远的历史意义。为加深对金属文物腐蚀成因与保护修复技术的认识与了解，记者专程就金属文物腐蚀与防护这一议题采访了中国社会科学院考古研究所副研究员梁宏刚老师，请他就金属文物的腐蚀与防护为大家做深入解读……

    记者：您是如何踏上文物保护之路的呢？请您分享一下您的求学经历。

    梁宏刚：我大学本科是学生物的，由于从小对博物学和历史文物工作感兴趣，大学毕业找工作时，机缘巧合进入到山西省考古研究所工作，最初几年参加过许多田野考古调查和发掘工作。上世纪 80 年代末，国家开始更加重视考古发掘中文物保护的抢救性工作，尤其是 90 年代初在西安召开的全国文物保护工作会议上，国家领导人又对文物保护工作明确提出了“保护为主、抢救第一”的指导方针，大多数人认为成立文物科技保护机构迫在眉睫，恰逢山西省考古研究所在太原市第二热电厂考古工地发掘了金胜村 251 大墓，出土了 2000多件非常重要且精美的青铜器，但由于破损、腐蚀较严重，急需进行保护修复。当时考古工地负责人和单位领导包括文博考古界，对文物科技保护的认识还比较模糊，认为科技保护是化学保护，而山西省考古研究所当年招收的大学生基本上是学考古的文科生，而我是理科生又是学过化学的生物系毕业生，这样顺理成章就成为山西省考古研究所文物化学保护室的负责人，从此踏上了文物科技保护之路。最初几年，文物保护修复工作主要是围绕太原赵卿墓（即金胜村251 号大墓）出土青铜器的保护修复展开的，当时山西省考古研究所邀请了中国文物研究所的刘育玲老师指导青铜器的除锈、缓蚀、封护方面的工作，还邀请了河北省博物馆的刘增坤老师傅指导我们的青铜器修复工作。由于我从小就对动手的技术活有较浓厚的兴趣，很快就被青铜器的保护处理与修复技术工作给吸引住了，除了自己动手做腐蚀青铜器的保护处理以外，还经常观摩学习老师傅的青铜器修复技术，这也是我最终拜师学艺青铜器修复的原始动力。

    我在复旦大学攻读文物修复技术方向的硕士学位期间，师从国内知名青铜器修复大师、上海博物馆黄仁生先生学习青铜器修复，在大约两年的时间里，每周要花一至两天的时间在上海博物馆实验室（修复室）学习青铜器修复，在此期间基本掌握了青铜器的焊接、粘接、整形、补配、纹饰雕刻等传统修复技术，可是对于去除有害锈、作色做旧的传统技术虽有理解和实践，但掌握的不好……复旦大学攻读硕士学位时，还师从我国青铜器铸造技术、铸造史和艺术铸造研究领域的著名学者谭德睿先生学习铸造学和金属学（金相学），对青铜器和铁器的制作技术研究有了初步认识。硕士研究生毕业以后，继续从事文物科技保护尤其是金属文物的保护修复工作，但在实践中一方面深感自身学科背景和一些基础知识还存在不足，另一方面也认为行业内文物科技保护的基础研究非常薄弱，基于此下定决心继续深造，期望在提高自身科学素养的同时努力强化基础研究的能力，使自己尽最大可能做到在文物科技保护领域“既知其然又知其所以然”，因此选择了在金属文物制作技术和冶金史研究领域享誉国内外的北京科技大学冶金与材料史研究所，师从孙淑云教授攻读科学技术史的工学博士学位，主攻古代铜器制作技术的研究。

    记者：您在金属文物腐蚀与防护领域工作多年，请您介绍下金属文物腐蚀病害的研究现状。

    梁宏刚：一般认为，出土金属文物经过几千年的埋藏，受到土壤中水、氧气、各种阴阳离子以及微生物等埋藏环境中多种因素的侵蚀而逐渐损毁或糟朽，通常称之为“腐蚀”或“矿化”。表面腐蚀层出现疏松、酥解、发泡、裂隙、崩裂、起壳、剥落及层状龟裂等现象，是目前我国出土金属文物常见的腐蚀病害现象。例如，有些青铜器锈层致密、表面光亮，保存状况良好；有些青铜器则锈蚀严重、表面疏松，绿色锈蚀物不断地从锈蚀层中钻透出来，这类锈蚀俗称“发锈”，文物保护者一般称其为“粉状锈”，而将这种病害称为“青铜病”；另有一类青铜器，锈蚀程度很高， 一般占完整青铜器体积的50％以上，甚至完全锈蚀、酥脆严重，但其大部分形制和纹饰仍得以保持，未出现明显的粉状锈症状，通常认为此类遭受腐蚀病害的出土青铜器为稳定型高度矿化青铜器。这些出土金属文物表面腐蚀层的形成原因或机理，国内外从事文物保护修复以及相关科研院所、高等院校的科研人员，已经做了大量的研究工作，也有了许多研究成果，但是对于出土后金属文物腐蚀层的变化原因、金属基体高度矿化的腐蚀成因以及对其保护修复方法的研究，在科研思路和研究结论方面一直处于探索阶段，未能形成广泛的统一认知， 尤其是腐蚀层的酥解、 崩裂、 起壳、层状剥落以及酥脆等病害的成因，虽然盐的作用以及脱盐技术的研究一度成为主流意见和主攻方向，但近年来随着更多学科的介入及科学研究的深入，其病害成因可能会有更多不同的腐蚀机理分析和研究结果。还有一类出土金属文物，器物表面没有明显的腐蚀层，金属基体的化学成分也没有明显变化，但是器物内部结构已发生明显的变化，其物理化学性能也与原有金属性质大不相同，常常表现为一触即碎、一碰即折，其腐蚀成因或病害机理目前在文物保护修复界尚没有统一的认识和定论，也是出土金属文物保护修复的难点之一，亦成为文物保护界近年来重点关注的科学问题之一。（见下图）

金属文物主要病害——青铜器表面粉化

金属文物的青铜病粉状锈

青铜器酥脆——青铜扣饰

    关于金属文物腐蚀病害的研究，国内外学者对金属文物（主要是青铜器和铁器）的锈蚀结构、腐蚀产物、腐蚀特征和腐蚀机理方面，以及青铜器腐蚀特征与组织成分、埋藏环境的关系方面进行了大量研究，尤其在青铜器的“青铜病”粉状锈产生的原因和铁质文物腐蚀产物的研究领域开展了大量工作。对青铜文物腐蚀的研究开始较早，自1795 年德国著名分析化学家克拉帕诺斯（Martin Heinrich Klaproth） 教授，利用自然科学方法对古代金属文物进行研究工作以来，在青铜器的腐蚀机理研究方面，大多数研究人员认为青铜腐蚀的实质是多种化学和电化学反应的集中体现，其反应速度相应受到材质本身、土壤或地下水电解质浓度和酸碱度、地下温度以及微生物等的影响，其电化学腐蚀机理研究基本分为“膜电池”理论、小孔腐蚀机理、晶间腐蚀机理和选择性腐蚀。在铁质文物的腐蚀机理研究方面，除了上述腐蚀以外，还存在应力腐蚀等现象。保存环境或埋藏环境对青铜器腐蚀的影响研究，主要是青铜器大气腐蚀和土壤腐蚀的关系研究，出土金属文物受土壤腐蚀的影响最大，也是学者们研究的重点。土壤是无机和有机胶质混合颗粒的集合，是气、液、固三相物质构成的复杂系统，在土壤颗粒间形成大量毛细管微孔或孔隙，孔隙中充满空气和水，常形成胶体体系，溶解有盐类和其他物质的土壤水则是电解质溶液，土壤的导电性则与土壤的干湿程度及含盐量有关。土壤与一般腐蚀介质相比，具有多相性、不流动性、不均匀性 , 以及时间季节性或地域性等诸多特点，并且由于土壤中微生物和有机质等的存在并参与反应，就更加剧了土壤腐蚀研究的复杂性。但总的说来，绝大多数土壤腐蚀都属于电化学腐蚀的范畴。在我国，最早开始注意到青铜器锈蚀与埋藏环境特别是土壤有关系的应该是对铜镜表面的研究。

    记者：您能简单为我们介绍一下出土金属文物的腐蚀病害成因及修复技术研究进展吗？

    梁宏刚：关于出土金属文物还原保护修复技术的研究主要是氢还原法，而用氢气还原铁器的首次应用是在1964 年，瑞典人对 1628 年沉没的战舰 WASA 进行裂解氨法产生氢气还原，P J Archer 和 B D Barker 还对氢还原时的加热温度影响器物组织的问题进行了实验研究。此后，上世纪八十年代出现了低压下的氢等离子体法还原铁质文物的方法，它与裂解氨法相比较，有两个明显的优势：安全性好，能够避免氢气与空气混合所发生的爆炸。S Vep?ek 和Ch Eckmam 等还通过对上万件用氢等离子还原过的金属文物样品的检测，发现除去锈蚀硬壳的铁、银、铜等文物均十分稳定，基本起到了保护的作用，并且相比传统的化学或机械手段去除锈层的保护修复方法，采用氢还原法大大提高了工作效率和保护修复效果。

    但是，随着近年来大量青铜文物的出土与相关腐蚀产物的研究进展，不断发现有高矿化且非“青铜病”粉状锈的存在，（见下图新干 1452 号青铜器）囿于研究条件和学术关注度的束缚以及基础研究工作的薄弱，对于此类病害的成因与腐蚀机理，尚未得到学界的广泛重视和深入研究；另外，近年来质地酥脆、结构不稳定的银器和脆弱高矿化青铜器的出土，大量铁钱、成批堆积锈结铁质文物的出土（出水），也为研究此类金属文物新的保护修复技术，提供了重要实物资料和学术探索的战略机遇。

    金属文物腐蚀的影响因素较为复杂，关于青铜器腐蚀机理的研究，涉及到金属腐蚀学、土壤腐蚀学和材料物理化学等多种学科，目前基本分为“膜电池”理论、小孔腐蚀机理、晶间腐蚀机理和选择性腐蚀机理理论的研究结果，但是业界尚无人将金属文物腐蚀成因与金属文物腐蚀特征、腐蚀产物和成分组织的关系有机联系起来。

    关于出土金属文物腐蚀特征、腐蚀产物和成分组织的关系研究，出土金属文物腐蚀特征与埋藏环境的关系研究，也是近年来文物保护修复界以及相关科研院所、高等院校科研人员共同关注的问题，主要集中在青铜器和铁器方面，但是对于出土脆弱银器的病害成因研究与保护修复技术的研究，目前尚处于空白。即便是研究较多的青铜器的腐蚀，主要还是限于“青铜病”粉状锈腐蚀机理研究与保护控制技术研究， 而对非 “青铜病”粉状锈与“脱胎型”高矿化青铜器的腐蚀成因研究，尚处于摸索阶段；对于铁器腐蚀病害的成因、保护修复技术的研究，尤其是凝结成块铁质文物锈蚀状态、分解脱离的保护修复或保护处理技术的研究，国内外开展的研究不多，被认为还算成功或能够被学界认可的保护修复技术基本上属于空白。

    记者：请您谈谈目前金属文物保护修复中可能存在的误区有哪些？

    梁宏刚：一是学科建设认识上的局限性。自西方在近代产生自然科学以来，由于最初对学科发展的认识存在局限性，学科交叉与学科自身的分化发展也趋于保守，对物质组成和变化的研究方法主要依托于化学和物理学来进行分析。1795 年著名分析化学家克拉帕诺斯教授，利用化学方法对古代金属文物进行研究工作，进而德国于 1888 年，创建了据信是世界上第一个文物保护的实验室。之后的很长时间里，学界大都认为文物科技保护应该是化学家的事情。随着科学技术迅猛发展尤其是现代材料科学的建立，人们逐渐意识到许多文物的自然老化或劣化过程，不仅仅是化学家研究的事情，研究中还需要有物理学、生物学等其他自然科学的参与，特别是材料物理化学的介入，从热力学和动力学的角度阐明文物材料的劣化机理，因而从事文物保护科技工作者的观念，开始从文物科技保护的基础学科背景应该是化学还是材料学的争论，逐渐转变为文物科技保护的基础学科背景应该是材料学的认识上来。

    二是学科背景知识的局限导致认识上存在盲区。出土或出水金属文物，尤其是铁质文物，常常会发生表面锈蚀层崩裂、崩解、酥粉的现象（见图），出于化学学科背景的惯性思维，被盐溶于水、水蒸发失去后盐又会结晶的现象所迷惑，考虑到在土壤或水下环境中埋藏的因素，一般就会认为是可溶盐在锈蚀层中分布，并在出土后干燥结晶造成的，过于关注锈蚀层、锈蚀层与未腐蚀的金属基体之间可能存在的可溶盐问题，夸大氯化物在出土金属文物腐蚀影响中的作用，因而在文物保护研究与实践中就会从普通化学的角度，简单考虑消除氯离子的影响以及可溶盐的脱除问题，忽视锈蚀物本身物相结构的变化、风化因素的影响以及氯化物与金属文物的反应动力学问题，动则强调出土（出水）文物的脱盐除氯。

高度矿化锈蚀严重的新干14152号青铜器

高度矿化锈蚀严重的江西新干14152尖部断层灰白色锈50X（面积）

金属文物表面腐蚀层崩解

金属文物主要病害——表面锈蚀层崩裂

    以出土（出水）铁质文物的脱盐除氯为例，许多保护修复项目在执行中，简单地认为用纯净水浸泡过的器物中的部分可溶性氯化物即可去除，所以常常盲目脱盐除氯，不考虑氯化物和可溶盐在文物或锈蚀层中如何分布，不考虑铁器锈蚀矿化的程度是否需要浸泡脱盐，往往采用纯净水（去离子水）循环浸泡，最多辅助一些加热、超声波的手段进行金属文物的脱盐处理。对于习惯性思维认为氯化物含量高且会造成严重影响的出土（出水）金属文物，则会采用碱性化合物还原、碱液清洗等方法加大去除氯化物的力度……每次清洗后则以测定氯化物浓度的降低为标准，对于何时是脱盐的终点，氯化物的脱除率问题，从化学平衡或热力学角度考虑的较多，尚缺乏动力学基础研究方面的理论支撑。

    实际上，关于可溶盐和氯化物的脱除率问题，并非依靠水溶液中的化学平衡原理浸泡即可脱除，如同我们生活中会遇到的“咸菜疙瘩”，试想依靠简单的水溶液浸泡，显然不可能把咸菜疙瘩中的可溶盐给“浸泡”出来，充其量只能把其表层一些物理结合的盐类部分浸泡脱出。之所以会认为浸泡就能脱盐，就是因为受到“盐溶于水”的惯性思维迷惑，缺乏材料学以及化学反应动力学方面的学科背景知识所造成，所以很少考虑渗透系数对水盐交换的影响，过高估计水对盐的置换能力，更重要的是忽视了金属文物锈蚀层内部“盐”与锈蚀物、内部基体之间的分子间结合力甚至化学键结合力， 没有考虑 “吸夺力” 问题，而这些结合力依靠水溶液的浸泡根本不可能达到脱除盐的目的。还有就是腐蚀矿化非常严重的出土金属文物，已经失去进行脱盐、缓蚀保护处理的必要性，它们更需要采取措施防止锈蚀产物转化和失水风化所造成的酥粉、开裂、崩解现象的发生。

    除了脱盐的问题，另外就是针对出土金属文物的带锈保护问题容易被忽视。由于受教育背景和实验材料短缺的束缚，以及对出土金属文物腐蚀层形成原因、外表锈蚀层携带文物历史信息和文物价值认识上的差异，不仅在实验室中的保护修复研究中，往往会忽视出土金属文物带锈保护的问题，实践中也常常会简单地把外表的锈蚀层去除，尤其是出土铁质文物外观美学或艺术价值显得并不重要，因而极少考虑带锈保护的问题。

    记者：对于文物保护修复传统技术的科学化，请谈谈您有哪些见解？

    梁宏刚：首先，我想谈一谈传统与现代保护修复技术的融合问题。当年我开始学习青铜器修复时，由于受传统师承关系的影响，文物修复界的老师傅们大多还不肯轻易外传自己所掌握的“绝活”。一方面可能在老师傅看来许多技术工艺都是一层窗户纸，关键还是要看徒弟或学员的悟性和动手的灵气，所以不愿意讲；另一方面，老师傅们大多受教育程度不高，许多修复技术往往也是“知其然而不知其所以然”，因而也讲不清楚讲不出个所以然；还有就是出于对自身或所在单位在行业内技术领先性的考量，其核心技术或者说关键技术也不愿意轻易泄露……

    不管老师傅们出于何种原因不肯轻易传授自己所掌握的文物修复技术，我深感将文物修复前辈大师的修复经验和修复技艺整理、记录的重要性，尤其是在上海博物馆学习期间，看到一件上海博物馆早年征集收藏的制作精美的鸮形卣，经黄仁生先生通过纹饰比较研究，鉴定认为器盖与器身不配套且器盖有作伪的嫌疑问题，后经 X 射线成像技术判明，该卣盖是由碎成几十块的碎片补配、做旧修复而成，历经半个多世纪，修复部位也难以用肉眼看出色泽、外观形貌上的变化。这件卣盖惊为天人的修复效果，修复者高超的技艺，使我产生了揭秘青铜器传统修复技艺的想法，也是开展我国文物保护修复传统技术科学化研究的原动力。

    迄今为止，国内外尚没有系统研究文物保护修复传统技术科学化问题的专门论著，尤其对我国文物保护修复传统技术的科学化问题仍然缺乏研究和相应的规范。新中国成立以来，进入文博系统工作的老一代文物修复师们，为国家培养了一批文物修复人才，但是行业内“秘而不宣、传子不传女”的观念依然存在，加之待遇不高以及相应的科技支撑能力的不足，使得文物保护修复传统技术有可能面临老化和“人亡技绝”的境地，严重阻碍传统文物保护修复技术的科学化进程。此外，对传统修复工艺缺乏必要的理论解释，也使得我国文物保护修复技术创新的基础薄弱。随着年事渐高的老一辈文物保护修复大师相继离世，对这些无形文化遗产的传承和科学化研究就显得更为迫切。

    国外文物保护修复技术与我国的文物保护修复传统技术有较大的差异，主要原因是他们的保护修复技术建立在近代科学技术基础之上，自然科学理论方法在文物保护修复中应用较多。另外由于不同国家尤其是西方国家与东方国家在历史发展进程和文化背景方面的不同，导致对文物的理解与认识存在较大差异，也使得保护修复理念和技术方法都有所不同。但是近年来，西方文物保护修复技术又出现了向手工技艺发展的趋势，传统技术与现代科学技术相结合也逐渐成为中外文物保护修复专家的共识。

    基于上述考虑，开展文物保护修复传统技术科学化研究，促进传统与现代保护修复技术的融合，对传统保护修复技术进行抢救、继承、发展和弘扬，并对比国内外先进的文物保护修复理论和技术，对我国典型的传统技艺进行科学化研究和理论总结，使之上升到科学规范的高度并加以积极推广，具有重要的现实意义和学术价值，必将有助于我国文化遗产保护科学技术的长足发展。