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作者简介:

胡凤丹(1991—),女,2016年硕士毕业于北京化工大学材料科学与工程专业,研究方向为文物材料分析测试和研究,E-mail:hufengdanbuct@163.com

中图分类号:K876.7

文献标识码:A

文章编号:1005-1538(2023)03-0043-10

DOI:10.16334/j.cnki.cn31-1652/k.20220402509

参考文献 1
耿苗.结合“南海Ⅰ号”出水漆器残片探析宋代漆器的工艺及艺术特点[J].文物鉴定与鉴赏,2014(8):80-83.GENG Miao.Investigation of the technical and artistic characteristics of Song Dynasty lacquerware according to lacquerware fragments from the Nanhai Ⅰ shipwreck[J].Identification and Appreciation to Cultural Relics,2014(8):80-83.
参考文献 2
冯晓娜.浅议宋元剔犀漆器云纹的装饰手法与美学特征[J].艺术教育,2016(1):232-233.FENG Xiaona.A discussion on the decoration skills and aesthetic characteristics on the carved lacquer cloud design of Song-Yuan Dynasties[J].Art Education,2016(1):232-233.
参考文献 3
王世襄.中国古代漆器[M].北京:文物出版社,1987.WANG Shixiang.Ancient Chinese lacquerware[M].Beijing:Cultural Relics Press,1987.
参考文献 4
李晓远,伍显军,温巧燕,等.六件宋代温州漆器成分结构及工艺剖析[J].文物保护与考古科学,2018,30(4):44-52.LI Xiaoyuan,WU Xianjun,WEN Qiaoyan,et al.Compositional,structural and technological analysis of Song Dynasty lacquerwares from Wenzhou[J].Sciences of Conservation and Archaeology,2018,30(4):44-52.
参考文献 5
KAMIYA Y,HONDA T,OHBUCHI A,et al.Simultaneous organic and inorganic analysis of colored oriental lacquerware by pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry[J].International Journal of Polymer Science,2015,2015(1):1-11.
参考文献 6
金普军,胡雅丽,谷旭亮,等.九连墩出土漆器漆灰层制作工艺研究[J].江汉考古,2012(4):108-111.JIN Pujun,HU Yali,GU Xuliang,et al.Research on the making techniques about lacquer wares excavated from Jiuliangdun Tombs[J].Jianghan Archaeology,2012(4):108-111.
参考文献 7
金普军.汉代髹漆工艺研究[D].合肥:中国科学技术大学,2008.JIN Pujun.The lacquering technique of Han Dynasty[D].Hefei:University of Science and Technology of China,2008.
参考文献 8
金普军,王昌燧,郑一新,等.安徽巢湖放王岗出土西汉漆器漆膜测试分析[J].文物保护与考古科学,2007,19(3):44-49.JIN Pujun,WANG Changsui,ZHENG Yixin,et al.Research on the lacquerware techniques adopted by the urushiware excavated from the Fangwanggang site in Anhui of West Han Dynasty[J].Sciences of Conservation and Archaeology,2007,19(3):44-49.
参考文献 9
金普军,谢元安,李乃胜.盱眙东阳汉墓两件木胎漆器髹漆工艺探讨[J].文物保护与考古科学,2009,21(3):53-58.JIN Pujun,XIE Yuanan,LI Naisheng.Research on techniques of two wooden body urushiwares from Dongyang Tombs at Xuyi city of the East Han Dynasty[J].Sciences of Conservation and Archaeology,2009,21(3):53-58.
参考文献 10
RAFFAELLY I,PONS E,LACOUDRE N,et al.Physical and chemical characteristics of Mongolian lacquer in the 1st century A.D.[J].Archaeological Science and Archaeometry Review,2005,29:69-81.
参考文献 11
LU R,KAMIYA Y,KUMANOTO T,et al.Deterioration of surface structure of lacquer films due to ultraviolet irradiation[J].Surface and Interface analysis,2006,38(9):1311-1315.
参考文献 12
MARIA T,DOMENECH C.Novel analytical methods for characterising binding media and protective coatings in artworks[J].Analytica Chimica Acta,2008,621(2):109-139.
参考文献 13
NIIMURAN,TETSUOM.Structural study of oriental lacquer films during the hardening process[J].Talanta,2006,70(1):146-152.
参考文献 14
ELENA K,ANDRY N,VICTOR M,et al.Multi-analytical approach(SEM-EDS,FTIR,Py-GC/MS)to characterize the lacquer objects from Xiongnu burial complex(Noin-Ula,Mongolia)[J].Microchemical Journal,2017,130:336-344.
参考文献 15
LÓPEZ-RAMÍREZ M R,NAVAS N,RODRÍGUEZ-SIMÓN L R,et al.Study of modern artistic materials using combined spectroscopic and chromatographic techniques.Case study:painting with the signature “Picasso”[J].Analytical Methods,2014,7(4):1499-1508.
参考文献 16
严静,王丽琴,李立.北京颐和园古建筑上红色颜料的分析研究[J].分析科学学报,2010,26(3):275-278.YAN Jing,WANG Liqin,LI Li.Analysis of the red pigments in ancient architecture of Summer Palace[J].Journal of Analytical Science,2010,26(3):275-278.
参考文献 17
LIU Z J,HAN Y X,HAN L G,et al.Micro-Raman analysis of the pigments on painted pottery figurines from two tombs of the Northern Wei Dynasty in Luoyang[J].Spectrochimica Acta Part A:Molecular and Biomolecular Spectroscopy,2013,109(4):42-46.
参考文献 18
JIN P J,YAO Z Q,ZHANG M L,et al.A pigment(CuS)identified by micro-Raman spectroscopy on a Chinese funerary lacquer ware of West Han Dynasty[J].Journal of Raman Spectroscopy,2010,41(2):222-225.
参考文献 19
陈华锋,钟博超.一件淮北市东汉“木侠纻”耳杯的测试分析[J].文物保护与考古科学,2021,33(6):114-123.CHENG Huafeng,ZHONG Bochao.Analysis of a Muxiazhu ear cup of the Eastern Han Dynasty from Huaibei[J].Sciences of Conservation and Archaeology,2021,33(6):114-123.
参考文献 20
黄成.《髹饰录》合印日本蒹葭堂藏本,朱氏丁卯年刊本[M].王世襄,编,杨明,注.北京:中国人民大学出版社,2004.HUANG Cheng.Xiu Shi Lu[M].WANG Shixiang,YANG Ming.Beijing:China Renmin University Press,2004.
参考文献 21
张飞龙.中国髹漆工艺与漆器保护[M].北京:科学出版社,2010:243-265.ZHANG Feilong.Chinese lacquering techniques and lacquer conservation[M].Beijing:Science Press,2010:243-265.
参考文献 22
郑佳宝,单伟芳,张炜,等.古代漆器的红外光谱[J].复旦学报(自然科学版),1992,31(3):345-349.ZHENG Jiabao,SHAN Weifang,ZHANG Wei,et al.Infrared spectra of ancient lacquer objects[J].Journal of Fudan University(Natural Science),1992,31(3):345-349.
参考文献 23
彭文世,刘高魁.矿物红外光谱图集[M].北京:科学出版社,1982:112.PENG Wenshi,LIU Gaokui.Atlas of infrared spectra of minerals[M].Beijing:Science Press,1982:112.
参考文献 24
陈潇俐.盱眙大云山汉墓出土夹纻胎漆器保护前期研究[J].文物保护与考古科学,2014,26(3):7-12.CHEN Xiaoli.Preliminary research on the conservation of “Jiazhutai” lacquer wares unearthed from the Dayunshan Han Dynasty tomb in Xuyi[J].Sciences of Conservation and Archaeology,2014,26(3):7-12.
目录contents

    摘要

    为了用现代化学分析手段来剖析“南海Ⅰ号”漆器的髹漆工艺,以“南海Ⅰ号”出水的3片不同髹漆工艺的漆片为例,采用显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、共聚焦拉曼光谱仪(Raman)等科学测试仪器进行研究,从髹漆的层数、显色材料的成分、漆膜的成分、漆灰的结构和成分、胎体的结构等方面来深度剖析“南海Ⅰ号”出水漆器残片的结构及制作工艺。表面显微观察显示漆片花纹精致美观,细部处理到位;截面显微观察显示剔红样品共有9层,分别是外漆5层,内漆1层,内外漆灰各1层,胎体1层;剔犀样品共7层,分别是外漆3层,内漆1层,内外漆灰各1层,胎体1层;褐漆样品共6层,分别是外漆和内漆各1层,内外漆灰各1层,内漆灰中加杂1层编织物层,胎体1层。拉曼测试结果表明3块漆片中红色显色材料为朱砂(HgS),黄色显色材料为雌黄(As2S3),黑色显色材料为炭黑(C)。样品中内外漆灰成分为羟基磷酸钙[Ca5(PO4)3(OH)]、石英(SiO2)和水合草酸钙[CaC2O4(H2O)2.375]等常见物质。漆膜的成分是生漆中添加了少量的石英颗粒,没有添加桐油作为助剂。

    Abstract

    In order to analyze the lacquering process of NanhaiⅠ lacquerware, we took three pieces of lacquerware fragments from the shipwreck as examples to carry out systematic research using several analytical instruments including optical microscope (OM), X-ray diffractometer (XRD), scanning electron microscope-energy dispersive spectrometer (SEM-EDS), Fourier transform infrared spectrometer (FT-IR) and confocal Raman spectrometer (Raman), etc. The structures and production processes of the fragments were analyzed from the aspects of the number of lacquer layers, composition of color-developing materials, composition of lacquer films, structure and composition of lacquer ash and structure of the base. The results of Raman spectrometry show that the red color-developing material in the three fragments is cinnabar (HgS), the yellow one orpiment (As2S3) and the black one carbon black (C). The internal and external lacquer ash in the samples are common substances such as hydroxyapatite [Ca5(PO4)3(OH)], quartz (SiO2) and calcium oxalate hydrated [CaC2O4(H2O)2.375]. The composition of the lacquer films is raw lacquer with a small amount of quartz particles, but without tung oil added as an auxiliary.

  • 0 引言

  • 2022年,“南海Ⅰ号”的考古发掘已经接近尾声,在此过程中,出水了一批宋代的漆器残片[1]。宋元时期是制漆工艺发展的第二高峰[2],宋代漆器制作工艺精湛,前期以朴实无华的一色漆为主,后期则由素髹漆向精美华贵的方向演变,其演变规律反映了工艺和社会审美的规律[3]。宋代漆器的主要工艺有素髹、描金堆漆、戗金和雕漆[4]。本研究选取剔红、剔犀和素髹3种不同工艺的样品进行研究。

  • 漆器是由漆膜附着在器型胎体上形成的,本研究中漆片均为木胎漆器。时期的不同或者用途的不同导致制漆工艺的差别,有些漆器在漆膜和胎体之间还有一层漆灰层,关于漆器的结构和工艺研究一般包含漆膜部分、漆灰部分和胎体部分。漆膜在水中较为稳定,胎体是决定饱水漆器干缩变形程度的主体,漆灰中包含的植物碎屑的干缩变形也会影响漆膜与胎体的结合稳定性。“南海Ⅰ号”漆器残片边缘部分漆膜缺失,纤维素和半纤维素大部分被厌氧性细菌降解,海水填充进胎体和漆灰层中,干燥措施不当可能造成脱皮、开裂等不可恢复的损伤。漆器修复程序一般为脱盐—加固—脱水—矫形,现在漆片脱盐已经接近尾声,即将进入加固阶段,对漆片的结构有详尽的认识有助于选取合适的加固方案,故对各种材料进行针对性表征。

  • 近些年,现代仪器分析方法逐渐应用到文物保护中,漆器包含多种材质,如漆、木材、织物、土壤、矿物质和金属等,因此分析漆器的组成时要涉及多种分析方法的结合[5]。耿苗[1]结合“南海Ⅰ号”出水漆器残片,对宋代漆器的工艺特点做了简要的探究分析。金普军[6-9]在对大量的漆器样品进行全面分析后总结出汉代漆器制作工艺的特点。Raffaelly等[10]在2005年用科学仪器对早期蒙古出土的漆器残片进行了分析,结果表明该漆器漆膜使用的漆源自于漆树。为了改善漆膜的外观或者制作出精美的彩漆层,在漆膜过程中会加入桐油、亚麻油、动物胶或无机矿物等介质,而热裂解气相色谱质谱法(Py-GC/MS)是区分这些物质的最好办法[11-12],傅里叶红外光谱仪(FT-IR)也能对漆膜成分进行测定[13-14]。借鉴前辈的经验及成果,本研究从形貌和成分两个方面,通过显微镜(OM)[15]、扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)[16]、FT-IR、拉曼光谱仪(Raman)[17-18]、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见光分光光度计(UV-Vis)对“南海Ⅰ号”出水漆器残片进行全面分析,对其制作工艺进行探索,为后期“南海Ⅰ号”漆器的保护修复方案提供科学数据支持,同时为工艺技术史提供重要资料。

  • 1 实验材料与仪器

  • 1.1 样品及来源

  • 本次选用了“南海Ⅰ号”出水的3种不同髹漆工艺的漆器残片进行测试分析,样品详情信息见表1,尺寸取饱水时某方向上最大值。

  • 表1 漆器残片信息

  • Table1 Description of the lacquerware samples

  • 1.2 仪器及主要技术指标

  • 1.2.1 形貌显微观察

  • 使用日本基恩士VHX-2000型超景深三维视频显微镜对样品表面髹漆层进行观察。用标乐环氧树脂对样品进行包埋抛光处理后使用德国徕卡DM4000型显微镜进行截面观察。

  • 1.2.2 扫描电子显微镜-能谱仪分析

  • 利用日本Hitachi S-3600N型扫描电子显微镜与美国EDAX公司生产的GENESIS 200XMS型能谱仪联用,实现目标点位的形貌观察-元素分析的原位测试。制样方法是切取小块样品将截面朝上紧贴样品台或者对样品进行包埋抛光,喷金后进行测试。测试条件为电压20 kV,工作距离为15 mm。

  • 1.2.3 红外光谱仪分析

  • 利用美国Nicolet 670型傅里叶变换红外光谱仪对漆膜成分进行分析,制样方法是刮取少量表面漆膜在红外灯下与溴化钾充分研磨后压片进行测试,测试条件为分辨率32 cm-1,每秒扫描32次,扫描范围为400~4 000 cm-1

  • 1.2.4 X射线衍射仪分析

  • 采用日本Rigaku Smartlab9 kW型X射线衍射仪对漆灰层进行成分测试,制样方法是刮取少量漆灰层在玛瑙研钵中充分研磨后放入硅片样品槽中进行测试。测试条件为:Cu靶,工作电压和电流分别为45 kV和200 mA,扫描速度:10°/min,2θ扫描范围:5°~75°。

  • 1.2.5 紫外-可见光分光光度计分析

  • 采用舜宇恒平仪器公司的765 PC型紫外-可见光分光光度计对样品进行测试,样品直接插入样品槽中进行测试,测试光波长范围为200~600 nm,扫描次数为两次。

  • 2 结果与讨论

  • 2.1 剔红样品分析

  • 2.1.1 表面和截面显微结构

  • 剔红样品显微镜图像、SEM图像及工艺结构示意图见图1。从图1c可以初步看出样品表面髹漆层从外到内依次为红、黄、黑、红和黄共5种颜色,为了让各层的颜色展现出来,雕刻时刻刀微微倾斜,雕刻边缘呈锯齿状,说明剔犀刀法不是一刀成型,而是一点一点细细雕琢,也存在力度不匀,在漆器表面留下划痕的情况。线条粗细均匀,弧度较大的部位也精细处理,整个花纹和谐美观。

  • 为了进一步研究其制作工艺,在边缘处取小块样品,采用环氧树脂包埋抛光后通过SEM和OM观察其截面显微结构,由于样品在海水中浸泡时间较久,漆灰层和木胎层之间较疏松,在切取样品时样品剥离,从剥离处将样品分开成两个样品进行包埋,分别得到从外到内的图1a和图1d以及从内到外的图1b和图1e。图1a和图1b表明从外到内层分别是朱漆层、黄漆层、黑漆层、朱漆层、黄漆层、外漆灰层、木胎层、内漆灰层和褐漆层,厚度分别是94.01、53.70、50.59、55.32、170.06、968.21、1 936.52、194.10和76.69 μm,工艺结构如图1f。最表面的朱漆层有部分磨损的情况,其他层都很完整。

  • 漆灰层不仅用于找平胎体表面,遮盖胎体表面的缺陷,也用于增强漆膜附着力,提高漆器整体稳定性[19]。样品中漆灰层中含有大小不一的晶粒,具有导管结构的植物组织等,整体呈黑色。内外漆灰层整体分布均匀,没有颗粒分层的情况,说明是一次上灰。外漆灰层厚度约为内漆灰层厚度的5倍,说明工艺不同,在髹漆前对胎体做的前处理不同,表面漆层较厚,为了提高漆层附着强度,降低漆层与胎体剥离的可能性,适当增加了漆灰层的厚度。

  • 图1 剔红样品显微镜图像、SEM图像及工艺结构示意图

  • Fig.1 OM images of the cross-sections (a) , (b) and surface section (c) , SEM images of the cross-sections (d) , (e) and structural diagram (f) of the carved red lacquerware sample

  • 2.1.2 各层成分分析

  • 结合SEM图像对样品各层做EDS测试,得到的能谱结果见表2,测试结果显示样品各层均含有C、O和Ca元素。除此之外,朱漆层中含有Hg和S元素,黄漆层中含有S和As元素,黑漆层C含量较高,漆灰层中含有Si、Al、P等元素。

  • 表2 剔红样品由外到内各层EDS测试结果

  • Table2 EDS result of each layer of the sample

  • 为了进一步确定显色成分,对样品中红、黄和黑色显色材料进行Raman测试,测试谱图见图2。

  • 最表面的朱漆层有部分磨损的情况,第4层朱漆层比较完整且颜色更加鲜亮,朱漆层中含有较多的Hg和S元素,结合Raman测试结果(图2a),确定两层红色颜料均为朱砂(HgS)。第2层和第5层髹漆层显淡黄色,EDS测试结果显示含有S和As元素,结合Raman测试结果(图2b)确定两层黄色显色材料为雌黄(As2S3),第三层黑色Raman测试结果(图2c)显示显色材料为炭黑(C),与EDS测试结果中含有C元素相一致。

  • 图2 红色(a)、黄色(b)和黑色(c)显色材料拉曼谱图与标准谱图匹配图和漆灰XRD谱图及解谱结果(d)

  • Fig.2 Raman spectra of red (a) , yellow (b) and balck (c) pigments and XRD pattern of the plaster layer

  • 外漆灰层和内漆灰层主要含有C、O、Ca、Si、Al和P元素,结合显微镜图像来看,漆灰层由植物碎屑、砖灰和骨灰混合而成,XRD测试结果(如图2d)分析得:在衍射角2θ为15°~25°范围内的“鼓包”为无定形峰,表明样品中含有非晶态或者结晶性程度低的成分,结合文献查阅结果[19]得该部分为漆灰中掺杂的植物碎屑,漆灰中结晶材料的主要成分为羟基磷酸钙[Ca5(PO43(OH)]、石英(SiO2)和水合草酸钙[CaC2O4(H2O)2.375],羟基磷酸钙是骨组织结构的主要成分。《髹饰录》[20]记载:“垸漆,一名漆灰。用角灰、磁灰为上,骨灰、蛤灰次之,砖灰、坯屑、砥灰为下。皆筛过,分粗、中、细,而次第布之如左。”说明宋朝就已经采用了用骨灰制漆灰的技术,而明朝沿用了宋朝的漆灰制备技术。剔红样品较厚的内外髹漆层及其良好的防水性,对内部的漆灰层和木胎层起到良好的保护作用,漆灰层致密,木胎层也保持良好的结构,木材横截面的导管结构排列整齐,此前同时进行树种分析得该树种为杉木。

  • 样品表面漆膜红外光谱结果见图3,波数在3 427.31 cm-1、2 920.29 cm-1、2 851.28 cm-1、1 703.56 cm-1、1 626.88 cm-1、1 463.10 cm-1和1 262.57 cm-1处均显示有生漆的系列吸收峰,说明该样品漆料成膜材料为传统生漆[21],该红外光谱中没有出现1 712 cm-1附近的吸收峰强度超过1 622 cm-1附近的吸收峰强度的情况,说明该漆膜原料中未添加桐油作为助剂[22]

  • 图3 漆膜的红外光谱图

  • Fig.3 FT-IR spectrum of the lacquer film

  • 2.2 剔犀样品分析

  • 2.2.1 表面和截面显微结构观察

  • 剔犀样品显微镜图像、SEM图像及工艺结构示意图见图4。从图4c可以初步看出,样品表面髹漆层从外到内依次为黑、红和黑色共3层,与上面剔红样品不同的是,三层颜料基本上在同一层面上,没有明显的深浅区分。从放大30倍后的显微图像上可以观察到红色线条呈不规则锯齿状,特别是在有弧度处锯齿状更加明显,平行于红色线条的外侧位置有一条光泽性较弱的浅凹槽,与红色线条搭配凸显花纹精致。在剔出花纹后对花纹处进行打磨,使得花纹看起来在同一平面上,这对工艺的精细程度有较高的要求。剔漆及细部处理完成后再涂上清漆封层,除了使器物更加美观外,清漆由于其一定的防水、防酸碱性,还能对器物起到一定的保护作用。

  • 同样为了进一步研究其制作工艺,在边缘处切取小块样品,通过OM观察其截面显微结构,样品在海水中浸泡时间较久,首先因为漆灰层中的胶结材料大部分流失,使得漆灰层与木胎之间比较疏松,其次木胎体中纤维素和半纤维素的流失使胎体强度下降,导致在切取样品时未能获取能够获得整个横切面信息的断面,而是从胎体处断裂成两部分,如图4a和4b。环氧树脂包埋样块选取了漆片边缘处,能观察到从表层漆到胎体的全部形貌信息,见图4d。

  • 图4a和4b表明从外到内层分别是褐漆层、朱漆层、褐漆层、外漆灰层、木胎层、内漆灰层和褐漆层,表面的褐漆层和朱漆层的厚度分别为104.30 μm和68.76 μm,第二层褐漆层和外漆灰层起到上底色和找平表面的作用,厚度随着胚体的起伏而变化,并非固定的厚度,该漆片取自漆盘边缘处,有一定的弧度,胎体随着弧度的变化,厚度由1 000~4 000 μm不等,内漆灰层厚度约为220 μm,内褐漆层厚度在160~240 μm范围内,大致情况见图4f。

  • 图4 剔犀样品显微镜图像、SEM图像及工艺结构示意图

  • Fig.4 OM images of the cross-sections (a) , (b) and surface section (c) , SEM images of the cross-sections (d) , (e) and structural diagram (f) of the carved marbled lacquerware sample

  • 2.2.2 各层成分分析

  • 结合SEM图像对样品各层做EDS测试,得到的能谱结果见表3,根据测试结果样品各层均含有C、O、Ca和S元素,除此之外,朱漆层中含有Hg和S元素,第二层褐漆层中含有Na元素,漆灰层中含有Si、Al、Na和P元素。

  • 为了进一步确定显色成分,对样品中红和黑色显色材料进行Raman光谱测试,Raman测试结果表明红色显色材料是朱砂,褐色的显色材料是炭黑,与上面剔红样品的显色材料一致。

  • 从图4e中看出漆灰层与木胎结合紧密,漆灰层中有细小裂纹,离木胎愈远愈疏松,说明漆灰中胶结材料部分失效或者流失,后期需要对其进行加固处理。漆灰层的XRD测试结果表明主要成分包括羟基磷灰石、石英和水合草酸钙等矿物质,这与其他学者研究的其他时期的漆器的漆灰层的成分基本上一致。从图4e可以看出,漆灰中掺杂有星星点点的“亮点”,根据EDS测试结果(表3)可知,该“亮点”主要元素为C、O、Ca和P,推测这些颗粒为骨灰颗粒,粒径约为20 μm。木胎横截面导管结构清晰可见,说明该漆片胎体保存状况较好。

  • 表3 剔犀样品由外到内各层EDS测试结果

  • Table3 EDS result of each layer of the sample

  • 漆灰的XRD谱图解析结果显示漆灰成分与以上剔犀样品的漆灰成分一样,故不详述。

  • 漆膜的红外测试结果显示波数在3 444.21 cm-1、2 924.47 cm-1、2 853.45 cm-1、1 706.76 cm-1、1 632.69 cm-1、1 462.74 cm-1和1 380.07 cm-1处均显示有生漆的系列吸收峰,说明该样品漆料成膜材料为传统生漆,该红外光谱中没有出现1 712 cm-1附近的吸收峰强度超过1 622 cm-1附近的吸收峰强度的情况,说明该漆膜原料中未添加桐油作为助剂。波数在1 264.18 cm-1、720.28 cm-1、604.98 cm-1和566.55 cm-1等处显示有晶型二氧化硅的系列吸收峰[23],说明漆膜中添加有石英颗粒。在前辈们对其他时期漆膜的研究中,也发现有石英颗粒分布在漆膜中,主要是为了调节大漆的黏度[24]

  • 2.3 褐漆样品分析

  • 2.3.1 表面和截面显微结构观察

  • 褐漆样品的显微镜图像、木胎细胞结构、SEM图像和工艺结构示意图见图5。从样品完整横截面(图5a)可以看出样品从外到内依次为褐漆层、外漆灰层、木胎层、内漆灰层混编织物层和内褐漆层共6层,经测量每层厚度依次为54.43、805.36、660.06、927.96和41.47 μm。工艺结构示意图见图5f。

  • 图5 褐漆样品的显微镜图像、木胎细胞结构、SEM图像和工艺结构示意

  • Fig.5 OM images of the cross-sections (a) , and surface section (b) , SEM images of the cross-sections (c) , (d) , and (e) and structural diagram (f) of the plain colored sample

  • 在边缘处切取小块样品磨平后进行横截面的扫描电子显微镜观察和能谱测试,得到的SEM的BSE模式图像如图5c~5e所示。从图5d可以看出外褐漆层与漆灰层结合紧密,漆膜光滑平整没有裂纹,中间掺杂有细小颗粒,能谱测试结果见表4中(d)A点,漆膜中除含有大量的C、O元素外,还有Si和Ca元素。这与褐漆朱绘纹样品中漆膜中添加石英颗粒以改善大漆黏度的结论一致。外漆灰层的SEM图像显示主要组成部分是植物碎屑,中间夹杂有粒径约为20 μm的颗粒无规排列,整体元素包括C、O、Si、Ca、P和K元素,夹杂颗粒除了含有C、O和Si元素外,还含有大量的Ca和P元素(表4(d)C点EDS测试结果),推测夹杂颗粒的成分为羟基磷酸钙。木胎里中含有两面四棱锥对称结构的晶体颗粒和四棱柱晶体,两种晶体包含的元素均为C、O和Ca元素,且含量相近,其中Ca元素的质量分数约占50%,具体成分及用途还需进一步研究。褐漆样品的内漆灰层与以上两种漆片的区别是漆灰层中间有一层编织物层,如图6所示,编织物层由单股纤维纵横编织,单股纤维粗细不均匀,尺寸在500~650 μm之间,纤维也不是十分整齐的编织,相邻两股纤维的间距也都不相等,相对随意地分布在漆灰和胎体之间,由于样品年代久远,纤维已经完全嵌入漆灰中,质地脆,无法揭取完整片段对编织物种类和成分做进一步分析,考古出土夹纻胎漆器中添加纤维是为了借助纤维的拉力,使得木胎更加牢固,有效防止木胎收缩而导致凹凸不平,本样品的织物层很薄,几乎不能在横截面中将其与内漆灰层区分开来,可能伴随漆灰层中的胶结材料的流失以及织物层的腐朽,织物层与漆灰层部分剥离,如图5a中A处所示,这是后续保护加固需要考虑的关键点之一。

  • 2.3.2 各层成分分析

  • 刮取少量的漆膜到载玻片上,滴一滴无水乙醇,垂直方向覆盖另一片载玻片摩擦,起到研磨的效果,使显色材料充分暴露出来,然后进行Raman测试,测试谱图与图2c一致,得出该材料为炭黑。

  • 表4 褐漆样品各部分EDS测试结果

  • Table4 EDS result of each layer of the sample

  • 图6 内漆灰层夹杂编织物层显微镜图片

  • Fig.6 OM image of the plaster and fabric layer

  • 刮取漆灰在玛瑙研钵里充分研磨后进行XRD测试,解析得该漆灰的成分与以上两个样品的漆灰成分一样,主要为羟基磷酸钙、水合草酸钙和石英。

  • 样品漆膜的红外光谱图与以上两个样品的漆膜的红外光谱图基本一致,由于各组分含量的差异导致部分峰位置有轻微偏移,整体为生漆中添加了少量的石英来调节大漆的黏度。

  • 为了探索漆膜的红外光谱的偏移是由于生漆的成分含量差异造成的还是降解造成的,分别在石英片和铝箔上薄涂生漆,保持25℃,80%RH放置72 h,待生漆完全成膜后,对新鲜生漆膜和素漆样品其进行紫外-可见光分光光度计进行测试,测试范围为200~600 nm,测试得谱图见图7所示。从图7中可以看出在波长范围200~378 nm范围内,三个谱图几乎完全重合,在339 nm处有一个明显的吸收,378 nm之后透光的石英片与不透光的铝箔和样品的谱图有明显的区别,随着光波长的增大,石英片漆膜的透光性增大,而铝箔和素漆样品的谱图依然一致。综上,根据紫外-可见光分光光度计测试结果说明样品表面漆膜与新鲜生漆膜成分一致,也进一步说明样品表面漆膜经历800多年海水浸泡依旧完整。

  • 图7 新鲜生漆膜与样品生漆膜的紫外-可见光光谱对比图

  • Fig.7 UV-Vis spectra of the fresh raw lacquer film and sample lacquer film

  • 3 结论

  • 本次用于研究的3片漆器残片分别取自不同的器物,根据器型、表面纹饰的不同采用了不同的制坯、髹漆工艺。综合测试结果表明外漆膜层数根据髹漆工艺的不同而有所差异,剔红漆片漆层、漆灰层和胎高达9层,纹样优美,雕工细致; 剔犀样品有7层,剔犀线条流畅; 素髹样品内漆灰层中添加了一层织物层,借助织物层的拉力使得漆器形状更加稳定,素髹样品有6层; 内漆膜层结构均相似。漆器颜色显色部分均添加矿物颜料,红色漆膜显色成分为朱砂,黄色漆膜显色成分为雌黄,褐色漆膜显色成分为炭黑。漆灰部分测试结果表明主要成分为植物碎屑、石英颗粒、动物骨灰,证实在宋代制漆灰层就已经是采用了植物碎屑、砖灰和动物骨灰混合而成,该技术沿用至今,体现了我国古人的智慧和高超技术。漆膜通过红外光谱仪测试得出其成分为生漆中添加了少量的石英颗粒,紫外-可见光分光光度计测试得出样品漆膜与生漆漆膜成分一致,说明在800多年的海水浸泡下,漆膜成分依旧稳定,没有发生分解,进一步表明生漆封层可以有效延续漆器的使用和保存年限。

  • 参考文献

    • [1] 耿苗.结合“南海Ⅰ号”出水漆器残片探析宋代漆器的工艺及艺术特点[J].文物鉴定与鉴赏,2014(8):80-83.GENG Miao.Investigation of the technical and artistic characteristics of Song Dynasty lacquerware according to lacquerware fragments from the Nanhai Ⅰ shipwreck[J].Identification and Appreciation to Cultural Relics,2014(8):80-83.

    • [2] 冯晓娜.浅议宋元剔犀漆器云纹的装饰手法与美学特征[J].艺术教育,2016(1):232-233.FENG Xiaona.A discussion on the decoration skills and aesthetic characteristics on the carved lacquer cloud design of Song-Yuan Dynasties[J].Art Education,2016(1):232-233.

    • [3] 王世襄.中国古代漆器[M].北京:文物出版社,1987.WANG Shixiang.Ancient Chinese lacquerware[M].Beijing:Cultural Relics Press,1987.

    • [4] 李晓远,伍显军,温巧燕,等.六件宋代温州漆器成分结构及工艺剖析[J].文物保护与考古科学,2018,30(4):44-52.LI Xiaoyuan,WU Xianjun,WEN Qiaoyan,et al.Compositional,structural and technological analysis of Song Dynasty lacquerwares from Wenzhou[J].Sciences of Conservation and Archaeology,2018,30(4):44-52.

    • [5] KAMIYA Y,HONDA T,OHBUCHI A,et al.Simultaneous organic and inorganic analysis of colored oriental lacquerware by pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry[J].International Journal of Polymer Science,2015,2015(1):1-11.

    • [6] 金普军,胡雅丽,谷旭亮,等.九连墩出土漆器漆灰层制作工艺研究[J].江汉考古,2012(4):108-111.JIN Pujun,HU Yali,GU Xuliang,et al.Research on the making techniques about lacquer wares excavated from Jiuliangdun Tombs[J].Jianghan Archaeology,2012(4):108-111.

    • [7] 金普军.汉代髹漆工艺研究[D].合肥:中国科学技术大学,2008.JIN Pujun.The lacquering technique of Han Dynasty[D].Hefei:University of Science and Technology of China,2008.

    • [8] 金普军,王昌燧,郑一新,等.安徽巢湖放王岗出土西汉漆器漆膜测试分析[J].文物保护与考古科学,2007,19(3):44-49.JIN Pujun,WANG Changsui,ZHENG Yixin,et al.Research on the lacquerware techniques adopted by the urushiware excavated from the Fangwanggang site in Anhui of West Han Dynasty[J].Sciences of Conservation and Archaeology,2007,19(3):44-49.

    • [9] 金普军,谢元安,李乃胜.盱眙东阳汉墓两件木胎漆器髹漆工艺探讨[J].文物保护与考古科学,2009,21(3):53-58.JIN Pujun,XIE Yuanan,LI Naisheng.Research on techniques of two wooden body urushiwares from Dongyang Tombs at Xuyi city of the East Han Dynasty[J].Sciences of Conservation and Archaeology,2009,21(3):53-58.

    • [10] RAFFAELLY I,PONS E,LACOUDRE N,et al.Physical and chemical characteristics of Mongolian lacquer in the 1st century A.D.[J].Archaeological Science and Archaeometry Review,2005,29:69-81.

    • [11] LU R,KAMIYA Y,KUMANOTO T,et al.Deterioration of surface structure of lacquer films due to ultraviolet irradiation[J].Surface and Interface analysis,2006,38(9):1311-1315.

    • [12] MARIA T,DOMENECH C.Novel analytical methods for characterising binding media and protective coatings in artworks[J].Analytica Chimica Acta,2008,621(2):109-139.

    • [13] NIIMURAN,TETSUOM.Structural study of oriental lacquer films during the hardening process[J].Talanta,2006,70(1):146-152.

    • [14] ELENA K,ANDRY N,VICTOR M,et al.Multi-analytical approach(SEM-EDS,FTIR,Py-GC/MS)to characterize the lacquer objects from Xiongnu burial complex(Noin-Ula,Mongolia)[J].Microchemical Journal,2017,130:336-344.

    • [15] LÓPEZ-RAMÍREZ M R,NAVAS N,RODRÍGUEZ-SIMÓN L R,et al.Study of modern artistic materials using combined spectroscopic and chromatographic techniques.Case study:painting with the signature “Picasso”[J].Analytical Methods,2014,7(4):1499-1508.

    • [16] 严静,王丽琴,李立.北京颐和园古建筑上红色颜料的分析研究[J].分析科学学报,2010,26(3):275-278.YAN Jing,WANG Liqin,LI Li.Analysis of the red pigments in ancient architecture of Summer Palace[J].Journal of Analytical Science,2010,26(3):275-278.

    • [17] LIU Z J,HAN Y X,HAN L G,et al.Micro-Raman analysis of the pigments on painted pottery figurines from two tombs of the Northern Wei Dynasty in Luoyang[J].Spectrochimica Acta Part A:Molecular and Biomolecular Spectroscopy,2013,109(4):42-46.

    • [18] JIN P J,YAO Z Q,ZHANG M L,et al.A pigment(CuS)identified by micro-Raman spectroscopy on a Chinese funerary lacquer ware of West Han Dynasty[J].Journal of Raman Spectroscopy,2010,41(2):222-225.

    • [19] 陈华锋,钟博超.一件淮北市东汉“木侠纻”耳杯的测试分析[J].文物保护与考古科学,2021,33(6):114-123.CHENG Huafeng,ZHONG Bochao.Analysis of a Muxiazhu ear cup of the Eastern Han Dynasty from Huaibei[J].Sciences of Conservation and Archaeology,2021,33(6):114-123.

    • [20] 黄成.《髹饰录》合印日本蒹葭堂藏本,朱氏丁卯年刊本[M].王世襄,编,杨明,注.北京:中国人民大学出版社,2004.HUANG Cheng.Xiu Shi Lu[M].WANG Shixiang,YANG Ming.Beijing:China Renmin University Press,2004.

    • [21] 张飞龙.中国髹漆工艺与漆器保护[M].北京:科学出版社,2010:243-265.ZHANG Feilong.Chinese lacquering techniques and lacquer conservation[M].Beijing:Science Press,2010:243-265.

    • [22] 郑佳宝,单伟芳,张炜,等.古代漆器的红外光谱[J].复旦学报(自然科学版),1992,31(3):345-349.ZHENG Jiabao,SHAN Weifang,ZHANG Wei,et al.Infrared spectra of ancient lacquer objects[J].Journal of Fudan University(Natural Science),1992,31(3):345-349.

    • [23] 彭文世,刘高魁.矿物红外光谱图集[M].北京:科学出版社,1982:112.PENG Wenshi,LIU Gaokui.Atlas of infrared spectra of minerals[M].Beijing:Science Press,1982:112.

    • [24] 陈潇俐.盱眙大云山汉墓出土夹纻胎漆器保护前期研究[J].文物保护与考古科学,2014,26(3):7-12.CHEN Xiaoli.Preliminary research on the conservation of “Jiazhutai” lacquer wares unearthed from the Dayunshan Han Dynasty tomb in Xuyi[J].Sciences of Conservation and Archaeology,2014,26(3):7-12.

  • 参考文献

    • [1] 耿苗.结合“南海Ⅰ号”出水漆器残片探析宋代漆器的工艺及艺术特点[J].文物鉴定与鉴赏,2014(8):80-83.GENG Miao.Investigation of the technical and artistic characteristics of Song Dynasty lacquerware according to lacquerware fragments from the Nanhai Ⅰ shipwreck[J].Identification and Appreciation to Cultural Relics,2014(8):80-83.

    • [2] 冯晓娜.浅议宋元剔犀漆器云纹的装饰手法与美学特征[J].艺术教育,2016(1):232-233.FENG Xiaona.A discussion on the decoration skills and aesthetic characteristics on the carved lacquer cloud design of Song-Yuan Dynasties[J].Art Education,2016(1):232-233.

    • [3] 王世襄.中国古代漆器[M].北京:文物出版社,1987.WANG Shixiang.Ancient Chinese lacquerware[M].Beijing:Cultural Relics Press,1987.

    • [4] 李晓远,伍显军,温巧燕,等.六件宋代温州漆器成分结构及工艺剖析[J].文物保护与考古科学,2018,30(4):44-52.LI Xiaoyuan,WU Xianjun,WEN Qiaoyan,et al.Compositional,structural and technological analysis of Song Dynasty lacquerwares from Wenzhou[J].Sciences of Conservation and Archaeology,2018,30(4):44-52.

    • [5] KAMIYA Y,HONDA T,OHBUCHI A,et al.Simultaneous organic and inorganic analysis of colored oriental lacquerware by pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry[J].International Journal of Polymer Science,2015,2015(1):1-11.

    • [6] 金普军,胡雅丽,谷旭亮,等.九连墩出土漆器漆灰层制作工艺研究[J].江汉考古,2012(4):108-111.JIN Pujun,HU Yali,GU Xuliang,et al.Research on the making techniques about lacquer wares excavated from Jiuliangdun Tombs[J].Jianghan Archaeology,2012(4):108-111.

    • [7] 金普军.汉代髹漆工艺研究[D].合肥:中国科学技术大学,2008.JIN Pujun.The lacquering technique of Han Dynasty[D].Hefei:University of Science and Technology of China,2008.

    • [8] 金普军,王昌燧,郑一新,等.安徽巢湖放王岗出土西汉漆器漆膜测试分析[J].文物保护与考古科学,2007,19(3):44-49.JIN Pujun,WANG Changsui,ZHENG Yixin,et al.Research on the lacquerware techniques adopted by the urushiware excavated from the Fangwanggang site in Anhui of West Han Dynasty[J].Sciences of Conservation and Archaeology,2007,19(3):44-49.

    • [9] 金普军,谢元安,李乃胜.盱眙东阳汉墓两件木胎漆器髹漆工艺探讨[J].文物保护与考古科学,2009,21(3):53-58.JIN Pujun,XIE Yuanan,LI Naisheng.Research on techniques of two wooden body urushiwares from Dongyang Tombs at Xuyi city of the East Han Dynasty[J].Sciences of Conservation and Archaeology,2009,21(3):53-58.

    • [10] RAFFAELLY I,PONS E,LACOUDRE N,et al.Physical and chemical characteristics of Mongolian lacquer in the 1st century A.D.[J].Archaeological Science and Archaeometry Review,2005,29:69-81.

    • [11] LU R,KAMIYA Y,KUMANOTO T,et al.Deterioration of surface structure of lacquer films due to ultraviolet irradiation[J].Surface and Interface analysis,2006,38(9):1311-1315.

    • [12] MARIA T,DOMENECH C.Novel analytical methods for characterising binding media and protective coatings in artworks[J].Analytica Chimica Acta,2008,621(2):109-139.

    • [13] NIIMURAN,TETSUOM.Structural study of oriental lacquer films during the hardening process[J].Talanta,2006,70(1):146-152.

    • [14] ELENA K,ANDRY N,VICTOR M,et al.Multi-analytical approach(SEM-EDS,FTIR,Py-GC/MS)to characterize the lacquer objects from Xiongnu burial complex(Noin-Ula,Mongolia)[J].Microchemical Journal,2017,130:336-344.

    • [15] LÓPEZ-RAMÍREZ M R,NAVAS N,RODRÍGUEZ-SIMÓN L R,et al.Study of modern artistic materials using combined spectroscopic and chromatographic techniques.Case study:painting with the signature “Picasso”[J].Analytical Methods,2014,7(4):1499-1508.

    • [16] 严静,王丽琴,李立.北京颐和园古建筑上红色颜料的分析研究[J].分析科学学报,2010,26(3):275-278.YAN Jing,WANG Liqin,LI Li.Analysis of the red pigments in ancient architecture of Summer Palace[J].Journal of Analytical Science,2010,26(3):275-278.

    • [17] LIU Z J,HAN Y X,HAN L G,et al.Micro-Raman analysis of the pigments on painted pottery figurines from two tombs of the Northern Wei Dynasty in Luoyang[J].Spectrochimica Acta Part A:Molecular and Biomolecular Spectroscopy,2013,109(4):42-46.

    • [18] JIN P J,YAO Z Q,ZHANG M L,et al.A pigment(CuS)identified by micro-Raman spectroscopy on a Chinese funerary lacquer ware of West Han Dynasty[J].Journal of Raman Spectroscopy,2010,41(2):222-225.

    • [19] 陈华锋,钟博超.一件淮北市东汉“木侠纻”耳杯的测试分析[J].文物保护与考古科学,2021,33(6):114-123.CHENG Huafeng,ZHONG Bochao.Analysis of a Muxiazhu ear cup of the Eastern Han Dynasty from Huaibei[J].Sciences of Conservation and Archaeology,2021,33(6):114-123.

    • [20] 黄成.《髹饰录》合印日本蒹葭堂藏本,朱氏丁卯年刊本[M].王世襄,编,杨明,注.北京:中国人民大学出版社,2004.HUANG Cheng.Xiu Shi Lu[M].WANG Shixiang,YANG Ming.Beijing:China Renmin University Press,2004.

    • [21] 张飞龙.中国髹漆工艺与漆器保护[M].北京:科学出版社,2010:243-265.ZHANG Feilong.Chinese lacquering techniques and lacquer conservation[M].Beijing:Science Press,2010:243-265.

    • [22] 郑佳宝,单伟芳,张炜,等.古代漆器的红外光谱[J].复旦学报(自然科学版),1992,31(3):345-349.ZHENG Jiabao,SHAN Weifang,ZHANG Wei,et al.Infrared spectra of ancient lacquer objects[J].Journal of Fudan University(Natural Science),1992,31(3):345-349.

    • [23] 彭文世,刘高魁.矿物红外光谱图集[M].北京:科学出版社,1982:112.PENG Wenshi,LIU Gaokui.Atlas of infrared spectra of minerals[M].Beijing:Science Press,1982:112.

    • [24] 陈潇俐.盱眙大云山汉墓出土夹纻胎漆器保护前期研究[J].文物保护与考古科学,2014,26(3):7-12.CHEN Xiaoli.Preliminary research on the conservation of “Jiazhutai” lacquer wares unearthed from the Dayunshan Han Dynasty tomb in Xuyi[J].Sciences of Conservation and Archaeology,2014,26(3):7-12.