Kỹ thuật bảo quản đồ sắt đa chất liệu sắt - đồng

KỸ THUẬT BẢO QUẢN HIỆN VẬT KIM LOẠI ĐA CHẤT LIỆU SẮT - ĐỒNG: TR¬ỜNG HỢP BẢO QUẢN CHIẾC DAO GĂM KHAI QUẬT TẠI 62-64 TRẦN PHÚ, HÀ NỘI.

I. Giới thiệu hiện vật

Dao găm đ¬ợc phát hiện trong đợt khai quật lần thứ 2 địa điểm 62-64 Trần Phú Hà Nội. Dao găm nằm ở lớp 3 hố 16, trong tầng đất bùn đen của di tích ao (hồ). Dựa vào các loại hình đồ gốm, sứ lấp xuống đáy ao thì niên đại của chiếc dao găm này có thể trong khoảng từ TK 13-14 đến TK 17.

Dao găm có kích th¬ớc dài 17,5cm, rộng 3,5cm, dày 0,5cm. Sau khi rửa bằng n¬ớc và dùng bàn chải nhựa làm vệ sinh, xung quanh thân dao vẫn còn cáu cặn một lớp rỉ két với bùn, ch¬a lộ ra phần đai bằng đồng ở cuối l¬ỡi dao. So với các hiện vật sắt nói chung thì chiếc dao này rỉ ở mức độ trung bình, tuy là đã hình thành các lớp rỉ dày 1mm – 2mm trên toàn bộ bề mặt nh¬ng lõi dao vẫn còn đanh chắc (ảnh 2).

II. Ph¬ơng pháp lựa chọn hoá chất tẩy rỉ và chất ức chế rỉ

1. Chất tẩy rỉ

Dao găm đ¬ợc cấu tạo bởi 2 bộ phận: thân, chuôi bằng sắt và đai đồng vì vậy cần lựu chọn hoá chất tảy rỉ sao cho quá trình phản ứng hoá học chỉ tác dụng với lớp gỉ mà không phản ứng với phần lõi của hiện vật. Mặt khác vì dao găm đ¬ợc làm từ 2 chất liệu nên yêu cầu tẩy rỉ sao cho làm tách biệt các bộ phận nh¬ng vẫn giữ đ¬ợc lớp patina của hiện vật. Các hoá chất tảy rỉ đ-ợc chia thành 3 nhóm: nhóm axít, nhóm kiềm và nhóm phức chất.

Với nhóm chất tẩy mang tính axít nh¬ H3PO4, axít citric đôi khi đ¬ợc sử dụng đối với hiện vật đồng có lớp rỉ cáu, rắn màu trắng xám do bị trầm tích kết tủa cacbonat (H.J. Plenderleith, G.Toraca 1994). H3PO4 cũng đ¬ợc dùng đối với tảy rỉ sắt đối với những hiện vật cận đại nh¬ xẻng quân dụng, dao, mã tấu trong các cuộc khởi nghĩa. Lý do sử dụng H3PO4 hoặc NaH2PO4.H2O cho cho các hiện vật sắt này là vì sau khi phản ứng hoá học bề mặt của hiện vật có màu trắng xám kiểu “tóc hoa dâm sợi trắng, sợi đen” tạo cảm quan là đồ sắt cũ nh¬ng ch¬a cổ.

Phù hợp với những hiện vật có niên đại d¬ới 100 năm (Md. Khalequzzaan 1996). Mặt khác với màu sắc xám trắng “tóc hoa dâm” cũng phù hợp với các hiện vật có sự mài mòn, cọ sát nh¬ dao, xẻng.... Tuy nhiên trong tr¬ờng hợp dao dao găm này nếu sử dụng axít sẽ không phù hợp vì cơ chế phản ứng sẽ phải ăn mòn hết sắt rồi mới phản ứng với đồng. Nh¬ vậy nếu dùng axít sẽ cho phần thân và dao bằng sắt sáng trắng mà phần đai đồng vẫn ch¬a tẩy đ¬ợc rỉ.

Với nhóm chất tẩy phức chất nh¬ Na2EDTA đ¬ợc dùng phổ biến đối với việc tẩy rỉ kim loại hoá trị II và III bởi đặc tính chỉ tạo phức tan trong n¬ớc với các cation kim loại hoá trị II, III mà không phản ứng với kim loại nguyên chất. Do đặc điểm này mà Na2EDTA đ¬ợc dùng khá phổ biến với việc tẩy rỉ tiền cổ vì do yêu cầu cần làm rõ các chữ đã bị rỉ mờ để có thể đọc đ¬ợc. Song với chiếc dao găm này lại không nên dùng Na2EDTA vì phản ứng sẽ ¬u tiên phản ứng với rỉ đồng tr¬ớc rồi sau đó phản ứng với rỉ sắt một cách rất chậm. Nh¬ vậy, ng¬ợc với tr¬ờng hợp sử dụng chất tẩy là axít, kết quả là Na2EDTA sẽ làm cho phần đai đồng sáng mới mà phần l¬ỡi sắt vẫn còn bám rỉ.

Sự lựa chọn chất tẩy rỉ tốt nhất trong tr¬ờng hợp này là sử dụng chất tẩy kiềm tính mà cụ thể là hệ dung dịch đệm kiềm tính Na2CO3/NaHCO3 tỷ lệ 1/1. Với chất tẩy này đảm bảo loại bỏ hoàn toàn inon gây rỉ Clo (Cl-) (Lê Cảnh Lam, Nguyễn Việt 2006). Các mảng bám của lớp rỉ sẽ đ¬ợc làm bong tróc, tách loại bằng dụng cụ cơ học.

2. Chất ức chế

Chất ức chế đ¬ợc sử dụng sau khi tẩy rỉ hiện vật nhằm mục đích tạo ra một lớp muối kim loại phủ ngoài hiện vật có đặc tính thụ động hoá bề mặt kim loại, làm cho kim loại trơ hơn đối với môi tr¬ờng xung quanh. Vì vậy lớp thụ động hoá th¬ờng là các phức chất có hằng số bền cao, có cấu trúc liên kết chặt để tạo lớp phủ kín bề mặt. Lớp muối phức chất sẽ tốt nhất nếu đ¬a cation kim loại nên mức hoá trị cao nhất (đối với sắt là hoá trị III, với đồng là hoá trị II) đồng thời đảm bảo không gây độc hại đối với nhân viên bảo tàng và những ng¬ời nghiên cứu khi tiếp xúc hiện vật sau này. Bên cạnh đó yếu tố màu sắc của lớp phức chất này cũng cần đ¬ợc tính đến sao cho phù hợp với tính chất hiện vật.

Đối với đồ đồng thuộc thời kỳ kim khí cần một lớp patin màu xanh phù hợp với phức amoni {Cu(NH3)6}2+, còn đối với chiếc dao găm này lại cần thể hiện rõ màu đồng cũ tách biệt với phần l¬ỡi sắt nên phù hợp với phức không làm biến đổi màu của lớp patin oxít đồng CuO màu nâu đỏ và một ít sunphát đồng CuSO4 màu xanh n¬ớc biển.

Nh¬ vậy phần đai đồng sẽ có màu vàng sẫm lẫn chút màu xanh. Với yêu cầu đó thì phần đai đồng đ¬ợc tạo phức với Benzotriaxole (BTA). BTA sẽ ngấm qua lớp sunfat đồng (CuSO4) để vào sâu bên trong, nơi tiếp giáp giữa đồng kim loại và lớp ôxít đồng để tạo phức với đồng ôxít thành một lớp màng mỏng làm thụ động hoá phần kim loại đồng ở bên trong.

Đối với phần sắt thuộc thời kỳ kim khí cần có màu vàng nâu cũng th¬ờng đ¬ợc tạo phức bằng Benzotriazol, với đồ sắt thời kỳ lịch sử nên tạo ra màu nâu đen, giai đoạn cách mạng có màu xám trắng “tóc hoa dâm”, với các đồ máy móc kỹ thuật cũ có màu đen ánh xanh “màu lòng súng” đ¬ợc nhúng crôm (Cr2O3). Đối với dao găm này đ¬ợc tạo phức bằng axit tanic (C76H52O46) để tạo màu nâu đen.

III. Tiến hành bảo quản

Công việc bảo quản đ¬ợc tiến hành qua 5 b¬ớc:
- Đánh rửa sơ bộ
- Ngâm hoá chất tảy rỉ Na2CO3/NaHCO3 10%và đánh rửa cơ học
- Ngâm chất ức chế sắt axit tanic 10% , sau đó ngâm chất ức chế đồng Benzotriazol 5% trong ethanol.
- Nhúng phủ keo Paraloid B72 3%
- Gắn chắp phần chuôi dao bị gãy.

Khi đánh rửa cơ học bằng bàn chải sắt và bàn trải đồng cần l¬u ý ở phần l¬ỡi sắt thì không dùng bản trải đồng vì nếu dùng bàn trải đồng thì kim loại đồng mềm hơn sẽ bám vào l¬ỡi dao gây cảm giác luỡi dao làm bằng đồng. Với phần đai đồng thì không dùng bàn chải sắt vì sẽ gây ra những vết x¬ớc và làm lộ ra lõi trên đai đồng làm mất tính “cổ” của hiện vật. Đặc biệt cần đào khoét những hốc rỉ để làm sạch hiện vật và đồng thời cũng thể hiện rõ tính chất của hiện vật bị rỉ một cách tự nhiên khi chôn vùi trong lòng đất. Với những hiện vật mới làm giả cổ khó có đ-ợc các hốc rỉ mà th¬ờng rỉ đều trền bề mặt.

Sau khi ngâm chất ức chế axít tanic toàn bộ dao găm có màu đen che phủ cả phần đai đồng (ảnh 3). Tiếp theo đ¬ợc rửa trong n¬ớc cất và dùng bàn trải đồng đánh làm rõ đai đồng sau đó để khô và ngâm ức chế Benzotriazol 5% trong ethanol. Quá trình ngâm chất ức chế cho mỗi kim loại là 24h. Hiện vật sau khi hoàn thiện đảm bảo đanh chắc, khi cầm nắm hiện vật không có bột rỉ rơi rụng, màu sắc cảm quan phù hợp.

Điều kiện lý t¬ởng để l¬u giữ hiện vật sau bảo quản là để trong môi tr¬ờng có độ ẩm ổn định d¬ới 65%. Nếu không có điều kiện thì cũng cần để tạo môi tr¬ờng thông thoáng, tránh để trong môi truờng có độ ẩm cao. Đặc biệt không nên để hiện vật sắt tiếp xúc với vải cotton vì vải sẽ luôn hút độ ẩm và làm nơi trú ngụ cho vi khuẩn. Các chất bài tiết của vi khuẩn có thể tạo ra các chất hoá học gây rỉ sắt.

IV. Một số nhận xét

Dao sau khi bảo quản đã đảm bảo loại hết inon Cl- đ¬ợc ngâm tẩm chất ức chế chống rỉ và phủ lớp keo trong, mỏng ngoài bề mặt đảm bảo yêu cầu bảo quản trong điều kiện l¬u giữu tr¬ng bày bình th¬ờng.

Phần kim loại sắt ở l¬ỡi, chuôi và phần đai đồng đã lộ rõ, tách bạch thể hiện rõ đặc điểm và kỹ thuật chế tạo của chiếc dao găm. Màu sắc của các bộ phận sắt, đồng hài hoà, có chút ít lớp patin và các hố rỉ tự nhiên phù hợp về mặt cảm quan của hiện vật khảo cổ.

TÓM TẮT

Bài viết trình bày về kỹ thuật bảo quản hiện vật kim loại đa chất liệu sắt -đồng, trong đó thảo luận về cách lựa chọn hoá chất tẩy rỉ và chất ức chế kim loại sau tẩy rỉ. Với tr¬ờng hợp chiếc dao găm bằng sắt có kẹp đai đồng, niên đại khoảng TK 13-14 đến TK17, tác giả đã lựa chọn chất tẩy gỉ là hệ dung dịch đệm kiềm Na2CO3/NaHCO3 tỷ lệ 1/1. Công đoạn ức chế kim loại đ¬ợc tiến hành qua 2 b¬ớc: tr¬ớc tiên với kim loại sắt bằng axít tanic 10%, sau đó ức chế đồng bằng benzotriazol 5%. Kết quả cho thấy ngoài việc đảm bảo kỹ thuật chống rỉ, hiện vật còn thể hiện đ¬ợc sự tách biệt giữa phần đai đồng và phần dao sắt. Màu sắc tổng thể hài hoà, phù hợp với tính chất, đặc điểm của hiện vật khảo cổ.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. H.J. Plenderleith, G.Toraca1994. The conservation of matals in the tropic trong Ethnographic metal objects. Nxb National Museum of Ethnology, Suita, Osaka, JAPON: 144

2. Md. Khalequzzaan 1996. Conservation of Archaeological objects in Bangladesh trong tài liệu hội thảo Six seminar on the conservation of asian cultural heritage tổ chức ngày 16-18 tháng 10 năm 1996 tại Nara, Nhật Bản: 38.

3. Lê Cảnh Lam, Nguyễn Việt 2006. Bảo quản đồ sắt khảo cổ, Những phát hiện mới khảo cổ hoc năm 2006.