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台式扫描电镜在文物修复中的应用

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概述
实验/设备条件
样品提取
实验/操作方法
实验结果/结论
仪器/耗材清单

       金属线工艺在服饰上的应用具有悠久的历史,人们通过不同手段将不同材质、不同结构的金属线应用于纺织品上,从而达到不同的装饰效果。

       传统金银线分为片金线和捻金线两大类。将金箔粘合在纸上再切成 0.5 毫米左右的窄条即成片金线,将片金线螺旋地裹于棉纱或丝线外即成捻金线。现在,某些高级传统织物如中国的云锦和日本的西阵织仍然使用传统金银线。

       在纺织时,将金线或捻金线缠于织梭上,作为纬线的一种,织入织物,形成金华灿烂的花纹,便成为贵重的织金锦缎罗纱。在明清时代,更产生一种织用“遍地金”锦缎的风气,纬底以金线织满,在金光闪闪的金线底上,以各色丝线织显五彩花纹。

       在第一次全国可移动文物普查工作中,中国国家博物馆发现一件清代官服生物损害严重,需要进行针对性的保护修复处理。官服面料如下图所示(图1),该官服最为明显的等级标识为前胸和后背部所缝缀的兽纹方补(图2)。 

图1 官服面料.png

图1 官服面料

图2 后背补子.png

图2 后背补子

       补子前后成对,图案与大小基本相同,前片被门襟一分为二,后背部补子完整,都是先期织绣好再缝缀到衣服上。补子上所采用的金属线分为粗细两种规格,中心部位除兽纹的眼睛和嘴部用彩色丝线绣成外,其余部分均采用粗金属线盘金绣工艺制成。补子外围的一圈回纹装饰所采用的金属线比主体纹样所用金属线较细。

       在保护修复工作前期,通过对该官服面料使用的金属线(编号为 1 号) 、补子外围回纹装饰细金属线(编号为 2 号) 和补子中心部位主题纹样粗金属线(编号为 3 号)三种金属线的结构形貌与材质特征进行科学分析检测,评估其存在的各种病害,更加全面和深入地了解该文物的保存现状,为后续的保管、保护修复工作提供科学的依据和指导,同时,也为研究清代纺织品用金技术提供一定的科学资料。

使用扫描电镜观察及能谱分析

       中国国家博物馆采购的飞纳台式扫描电镜型号为 Phenom XL,配备背散射电子探测器及二次电子探测器,能谱仪。

图3 飞纳台式扫描电镜 Phenom XL.png

图3 飞纳台式扫描电镜 Phenom XL

       图 4 为三种金属线的扫描电镜显微照片,通过扫描电镜观察发现该官服使用的金属箔片很薄,其在厚度中所占比例非常小。中国古代从商代开始就有了金箔打制工艺,金属合金通过“拍叶”“做捻子”“打开子”和“打了戏”等步骤制作出的金属箔已经可以薄如蝉翼。通过能谱分析发现面料金属线为捻银线,补子部位所使用的两种金属线为捻金线。

       其中,补子两种金线的金箔均为 Ag 含量在 20% 左右的金银合金。在金箔的制作过程中虽然常主动掺入一定比例的银、铜等金属,以用来增强打制中的延展性、成箔性,但补子部分的两种金属线 Ag 含量比例相对较大,可能系使用未经提炼的 Au 直接打制而成。

       该服饰文物为边疆少数民族土司所使用的官服,所属品阶较低(六品) ,在制作时,与清宫官服相比可能为减少成本而使用了相对便宜的材料。另一方面,金箔中的合金成分的配比还可以影响金箔的色泽,补子中的金属线颜色发白,更亮一些,这正是由于金箔中的银含量较多所致。能谱分析结果见表 1。

图4 三种金属线的扫描电镜图片.png

图4 三种金属线的扫描电镜图片

表1 三种金属线的SEM - EDS 分析结果.png

表1 三种金属线的SEM - EDS 分析结果

       从图 4 中可见,三种金属线的金属箔层上存在许多细小的裂缝,部分区域开始大块脱离,有的区域破损较为严重,直接露出底层褙衬纤维; 有的区域只是金属箔层脱落,露出的表面光滑、平整。

       金箔在按传统工艺的制作过程中,是利用胶粘剂将金箔粘在褙衬材料上,首先将金箔按褙衬大小排列好,然后将涂刷了胶粘剂的褙衬材料对准金箔扣下去,金箔就粘到了褙衬材料上,此项工作称为“褙金”,是制作金线的关键步骤之一。

       在制作金属线时加入褙衬材料,不但可以降低成本,也能增加金属线的韧性和强度。用于制作褙衬的材料一般分为两种,一种为动物皮或动物肠子的薄膜,另一种为纸张。

       由于金箔层与褙衬材料之间的胶粘剂会因时间发生老化现象,因此在保护修复和保存过程中,应避免清洗、折叠等不恰当的作用力,以防止金属箔层进一步的破损与脱落。

结论

       该服饰文物中的部分金属线保存状况较差,存在断裂、残缺、扭曲以及金属箔层脱落等病害形式。文物如长期折叠存放易造成褶皱,不仅影响文物的美观,而且易造成金属箔的脱落和金属线断裂。因此为了更好地保存文物,应根据文物的尺寸,为其单独定制无酸囊匣。

参考文献

赵作勇. 中国国家博物馆藏清代土司服金属线的分析研究. 文物保护与考古科学, 2020.

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