青銅器主要是由銅與錫制成的器具，在世界各地多有出現，由此也催生了人類文明輝煌的青銅時代。随着時代的消亡，青銅器曆經歲月滄桑，身上浮現出斑駁的印記。在上海博物館特展《宅茲中國——河南夏商周文明展》中展出的衆多青銅器，有着五彩斑斓的鏽色，而這些鏽蝕物使青銅器有了更多的觀賞維度。

本期，我們将以特展中青銅器上的各色銅鏽為基礎，解析金屬腐蝕知識；同時，通過動手探索的方式帶領大家了解，為了幫助金屬延年益壽，文物保護工作者是如何從科學的角度去解決鏽蝕病害問題的。

本次活動除鏽流程分步驟演示

安全提示：本活動在操作過程中需要運用到具有一定腐蝕性的化學試劑，未成年人應在家長、教師等監護人的指導與協助下進行操作，并注意安全。為了保護環境、同時避免對下水道等設施造成腐蝕，請在完成操作後用水充分洗淨除鏽劑，或使用少量小蘇打進行中和後再洗淨所有試劑。

金屬的一生

青銅器是如何穿越千年來到我們面前的？當了解金屬的一生，也就明白了它為什麼會生鏽。

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獲取金屬

先輩們憑借智慧和經驗，從而能找到銅礦山并從其中獲得銅礦石。如，古人很早就知道了生長紫色銅草花的地方一般富含銅資源。後來，先輩們又掌握了冶煉技術，以及獲取比例合适金屬的方法，如《考工記·六齊》中記載不同用途青銅器的銅錫合金比例。

在實際應用中，由于純度高的銅金屬硬度不高，滿足不了人們的需求，所以當需要硬度較大、耐熱性較好、較能抗腐蝕的器具時，聰慧的古代匠人逐漸掌握了合金金屬材料的理化性質。

我們在展廳裡看到的衆多青銅器便來自礦石，是由人類将它脫離自然成為生活用器的。礦石該有的顔色，器物也會有；礦石會有的多孔性結構，器物最終也會是這樣。這種現象被我們稱之為“礦化”。因此，青銅器的出生，便伴随着它難以避免的腐蝕進程。

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輝銅礦、赤銅礦、黑銅礦及矽孔雀石伴生礦石

黃銅礦、黝銅礦及黃銅礦伴生礦石

氯銅礦石

矽孔雀石

黃銅礦石

斑銅礦石

上海博物館一樓中國古代青銅館中陳列的銅礦石

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鑄造器物

中國古代青銅器鑄造技術主要有範鑄法和失蠟法（點擊了解如何在家用失蠟法制作一件“青銅器”）。在展廳的青銅器上，我們能發現一些範線，也能看到許多其他鑄造技術留下的痕迹。

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獸面紋方鼎上的鑄造痕迹

商代中期（公元前15世紀—前13世紀）

1974年鄭州杜嶺街出土

河南博物院藏

在鑄造過程中，因技術導緻的缺陷——如縫隙、孔洞等——極易藏污納垢，成為了金屬最易受外界環境侵略的部位。一旦滿足了金屬生鏽的條件，腐蝕也常常會在這些地方發生。這也是我們在日常生活中，往往能看到一些金屬器物在焊接處常有鏽迹的原因。但是，如果制器過程中能精工細作，如細細打磨，撫平一些缺陷，那青銅器的抗腐蝕能力也會有所提高。

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使用與存續

在金屬器誕生的年月，我們難以窺見其真正的使用細節。但與這一段短暫的時光相比，金屬器後續的存放歲月要更長。因此，我們可以從占據了金屬器一生中很長一段時間的埋藏歲月，來探究金屬腐蝕的原因。

剛剛鑄造好的青銅器是金色的，也被古人稱為“吉金”。但受埋藏環境，如埋藏位置、幹濕條件、土壤酸堿度與離子濃度等因素的影響，就會在表面形成各種顔色的銅鏽。

舌觚上的“吉金”本色

商代晚期（公元前13世紀―前1046年）

2006年荥陽小胡村墓地出土

河南省文物考古研究院藏

另外，青銅器在展覽和保存過程中依然會受到環境影響，如濕度、大氣污染物、氧氣含量等。事實上，大量青銅器自埋藏環境中重見天日後，能夠順利來到觀衆面前，是經過了文物保護工作者無微不至的悉心照顧。

至此，我們可以發現影響金屬腐蝕的因素分為内因和外因。内因主要包括金屬本身、合金化、制造工藝；外因則包括土壤環境、濕度、大氣污染物、氧氣。

鏽蝕物是什麼

展覽中，青銅器上呈現綠色、藍色、黑色、紅色等多種多樣的鏽蝕産物，令人不禁好奇這些鏽蝕物究竟是什麼？

研究發現，大部分青銅樣品均存在緊貼合金本體、結構緻密的氧化亞銅層，這是因為青銅合金中的銅金屬暴露在幹燥空氣中會逐漸生成紅色的氧化亞銅（又名赤銅礦），随着時間推移，氧化亞銅在濕空氣中會繼續氧化成黑色的氧化銅。

亞長方斝上的紅鏽與黑鏽

商代晚期（公元前13世紀―前1046年）

2001年安陽花園莊東地M54出土

中國社會科學院考古研究所藏

如果環境中有水、氧、二氧化碳的存在，在酸性環境下，氧化亞銅會繼續反應生成綠色的堿式碳酸銅（孔雀石的主要成分，又名銅鏽、銅綠），或者是藍色的堿式銅碳酸鹽（又名藍銅礦）等物質。一般來說，如果埋藏的環境較為潮濕、土壤中銅含量較高，則容易生成藍綠色結晶狀的銅鏽。

虎紋鼎上的綠鏽與藍鏽

有些時候，紅色的氧化亞銅、黑色的氧化銅、綠色和藍色的堿式碳酸銅會同時出現在一件青銅器上，前者一般在最裡層，後者在最外層。由于這幾種鏽蝕物一般結構都相對緻密，就像青銅器覆蓋了一層保護層，因此稱之為“無害鏽”。

但是，青銅器上綠色的呈粉狀的鏽則是有害鏽，需要去除掉。“青銅病”的原理是，如果環境中含有氯離子，則銅金屬會與氯離子生成氯化亞銅。在潮濕、有氧的環境下，兩者會繼續反應生成綠色的堿式氯化銅（又名氯銅礦）和酸。酸在适合的環境下又會繼續與銅金屬反應，如此循環反複，直至将金屬完全消耗。而且，即使青銅表面形成了一層緻密的氧化亞銅，但在潮濕有氧的酸性氣氛下（含氯離子），依然會繼續反應形成氯銅礦。

動手去除有害鏽

在文物保護工作中，會通過顯微鏡觀察鏽蝕物的結構狀态、利用XRF等儀器分析青銅的鏽蝕物成分。如果是無害鏽、且不影響研究銘文、紋飾的情況下，會盡量保留，因為這些斑駁的鏽迹在經曆千年後也成為了文物的曆史感與美感的重要組成部分；如果是有害鏽、且需要去除的情況下，再探索具體的除鏽方法。

而在日常生活中則不需要如此複雜，隻要主人覺得有必要，便可以将物品上的鏽迹全部去除。讓我們在除鏽過程中，共同感受文物保護工作者在處理鏽蝕物時的細心、耐心和決心。

注：以下步驟中使用的生鏽金屬片，是借虎年之機，以杜虎符為靈感專門制作的。演示目的是将老虎紋樣周圍的酥松鏽蝕層使用物理、化學方法除去，讓老虎的模樣清晰起來。

步驟：

01 準備材料

主要材料：生鏽金屬、磨砂棒、草酸、凡士林；

簡單工具：水、美工刀、棉簽、棉片、标簽紙、100ml燒杯及玻璃攪拌棒（或替代品）；

其他設備：電子天平、手套、口罩。

02 美工刀除浮鏽

手握美工刀，适當用力，讓刀尖刮去結構松散的浮鏽。

03 配制5%草酸溶液

使用電子秤稱取1g的草酸，置于燒杯中；

往燒杯中加入20毫升的水，用玻璃棒攪拌至完全溶解；

待溶解完全後，貼上标簽，待用。

04 草酸溶液除鏽

棉簽蘸取草酸溶液擦拭已被美工刀除過浮鏽的部位，使用酸與鏽蝕物反應的辦法去除機械除鏽無法去除的鏽蝕物。

（為達到化學除鏽效果，生鏽嚴重區域要增加反應時間，可使用棉片蘸滿草酸溶液，敷蓋其上，并用保鮮膜包裹。）

05 去除草酸溶液

殘留的草酸溶液會對金屬本身造成新的損傷，因此需要用水将草酸去除幹淨。

06 打磨已除鏽部位

使用磨砂棒由低目數到高目數（即從粗糙面到細緻面）将表面粗糙的區域打磨平整，光滑平整的表面不易再次鏽蝕。

07 封護

除鏽完成的金屬部位，如果不隔絕水、氧，容易再次生鏽，因此需要在金屬表面均勻塗抹封護劑，形成薄薄的一層保護層。待上述除鏽工作完成，金屬是幹燥的情況下，使用棉簽蘸取凡士林在除鏽完成區域的表面均勻地塗抹，再将金屬放置于幹燥區域保存。

家庭物料DIY除鏽

在家庭環境中，也可以試着用酸洗的方法除鏽。除了專業的試劑（如草酸等）外，家中其他常見材料的除鏽能力如下：檸檬酸>白醋>香醋。

如果采取的是常見的浸泡法來進行除鏽，以上提到的三種材料一般需要12小時的反應時間。浸泡後取出用水洗淨，最終可以使用食用油來進行封護。

*注：本教育資源創意源自上海博物館2022年1月28日舉辦的“華光重現——青銅除鏽工作坊”。

•上海博物館•

撰文丨潘坤容

攝影丨諸詣、李明

初審丨石維塵

終審丨湯世芬

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