泰藍(lán)藏品中蘊(yùn)含古代科學(xué)
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2021-08-14]
景泰藍(lán)又名銅胎掐絲琺瑯,是一種釉料與金屬胎體結(jié)合的工藝品。其誕生于西方,于元代后期由阿拉伯國(guó)家傳入我國(guó),且在明朝景泰年間得以迅猛發(fā)展。故宮博物院現(xiàn)藏景泰藍(lán)種類豐富,包括陳設(shè)、祭祀、生活等方面的器具。它們不僅豪華高貴,而且堅(jiān)固耐磨,是明清時(shí)期皇家的珍貴器物。景泰藍(lán)的制作工藝主要有備料、制胎、掐絲、磨光、鍍金等。
備料是將硼砂、長(zhǎng)石、石英等礦物質(zhì)原料混合,在高溫爐中加熱再冷卻,并磨成粉末狀,成為琺瑯釉料;制胎是以紅銅(紫銅)作為胎體材料,將其加工成所需形狀的器物胎體;掐絲是將紅銅加工成扁絲狀,再掐(掰)成各種所需的圖案,在高溫下進(jìn)行焙燒,通過(guò)銀焊藥與銅胎焊接;點(diǎn)藍(lán)是將琺瑯釉料與一定比例的水混合,然后通過(guò)吸管等工具均勻注入掐絲間隙中;燒藍(lán)是把完成點(diǎn)藍(lán)的胎體放入高溫爐中焙燒,以利于琺瑯釉牢固地附在胎體上;磨光是對(duì)琺瑯表面打磨光亮;鍍金是將金汞齊(金與水銀的混合物)涂刷在琺瑯表面,在炭火作用下,汞揮發(fā),金則附在琺瑯表面。
景泰藍(lán)的制作,在材料的選擇上具有科學(xué)性。琺瑯釉可增加器物的機(jī)械強(qiáng)度、介電強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性,還有利于器物表面的平滑及便于清洗;胎體選用紅銅,主要因?yàn)榧t銅質(zhì)地軟、延展性好,便于裁剪加工成所需器型,且銅在空氣中容易氧化,因而高溫下很容易與琺瑯釉結(jié)合,增強(qiáng)釉料與胎體的黏結(jié)力;掐絲可將釉面分成若干小部分,有利于增加掐絲對(duì)釉面的約束力,并限制琺瑯的變形。
對(duì)于銀焊藥而言,清代科學(xué)家鄭復(fù)光所撰《鏡鏡詅癡》卷四載有“鐘表焊藥,以銀焊為良方。用菜花銅六分,紋銀四分,則老嫩恰好”。這句話說(shuō)明銀焊藥主要由菜花銅與銀組成,而菜花銅由紅銅與甘石(碳酸鋅類礦物質(zhì))熔煉而成。因此,我國(guó)傳統(tǒng)銀焊藥至少包括銅、鋅、銀等金屬的合金,這種合金具有良好的焊接性,并有利于充分填充焊接件之間的縫隙。打磨琺瑯表面可先用粗砂石對(duì)釉面初步磨平,再用細(xì)砂石去掉局部發(fā)黑及不平之處,最后用表面紋理細(xì)膩的椴木炭磨出亮光。金的化學(xué)性質(zhì)極其不活潑,無(wú)論是常溫還是高溫,均不會(huì)發(fā)生氧化,鍍金有利于防止景泰藍(lán)制品的氧化,使之更耐久、美觀。
景泰藍(lán)制作的科學(xué)性,還表現(xiàn)在不同材料的熔點(diǎn)溫度在制作的各個(gè)階段得以科學(xué)運(yùn)用。在備料階段,原料多為天然礦物晶體,其熔點(diǎn)溫度不一,在高溫爐中加熱這些原料時(shí),一些熔點(diǎn)低的原料先熔解,并形成低共熔混合物,該混合物再去熔接熔點(diǎn)較高的晶體。當(dāng)原料被加熱至1300攝氏度左右再冷卻時(shí),便形成了半透明的玻璃體,其被研磨成粉末狀后,即成為琺瑯釉料。
在掐絲階段,銅掐絲、銅胎體多為紅銅,熔點(diǎn)約為1080攝氏度,銅掐絲通過(guò)釬焊的方式焊接在銅胎體上,釬料多為青銅。青銅是銅錫合金,根據(jù)合金定律,其熔點(diǎn)(約為850攝氏度)要低于紅銅,因此在850攝氏度左右的高溫爐中,青銅熔化并將掐絲牢固地黏結(jié)在銅胎體上,而掐絲、銅胎體不受該溫度影響。需要說(shuō)明的是,釬焊是我國(guó)古代常用的焊接方法,其主要做法是,釬料在高溫下進(jìn)入液態(tài)后,填充焊件之間的間隙,使得焊件之間得以連接。
在燒藍(lán)階段,琺瑯釉料已變成玻璃態(tài)物質(zhì),在約650攝氏度左右即出現(xiàn)軟化,具有一定流動(dòng)性。因此,在800攝氏度左右的高溫爐中熔燒釉料,銅胎不會(huì)變形,但是琺瑯料會(huì)變軟、變稠,因此在冷卻后能夠牢固地附在銅胎上。
在鍍金階段,由于汞的沸點(diǎn)約為357攝氏度,而金在超過(guò)1000攝氏度時(shí)才熔化,因此只需在400攝氏度左右的炭火下烘烤,汞就會(huì)揮發(fā),使得金層牢固地附在琺瑯面層。
色彩豐富而又絢麗的琺瑯,也離不開(kāi)著色劑的科學(xué)運(yùn)用。在制作琺瑯釉時(shí),在原料中摻入不同的金屬氧化物,金屬離子具有的顏色使得琺瑯呈現(xiàn)所需要的釉色。鐵(Fe)、銅(Cu)、錳(Mn)、鈷(Co)等離子作為著色劑時(shí),可使釉料分別呈現(xiàn)黃褐、綠、紫、藍(lán)色?,m瑯著色劑的應(yīng)用原理是釉料中的金屬氧化物在高溫作用下,離子組成方式發(fā)生改變,使得其吸收波長(zhǎng)發(fā)生變化,因而穿過(guò)釉料的光呈現(xiàn)出特定的顏色。釉料氧化物的含量變化,可調(diào)整釉料顏色的明度和純度。此外,兩種或兩種以上的金屬氧化物在高溫下混合時(shí),還會(huì)產(chǎn)生新的色彩。古人在長(zhǎng)期的實(shí)踐中,獲得了產(chǎn)生不同呈色效果的礦物質(zhì),如赭石含三氧化二鐵(Fe2O3),銅礦渣含氧化銅(CuO),鈷土礦含氧化錳(MnO)、氧化鈷(CoO)等。通過(guò)對(duì)上述礦物質(zhì)的適當(dāng)處理,即可用于琺瑯釉的呈色。
故宮景泰藍(lán)藏品精美絕倫,工藝歷史悠久。它們不僅是東西方文化交流的見(jiàn)證,更能反映出我國(guó)古代琺瑯料的燒制、金屬加工與焊接、鍍金等技術(shù)的科學(xué)運(yùn)用。
?。ㄖ?乾 作者系故宮博物院研究館員)
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