朱炳仁論彩色銅雕技術(shù)的研制和應(yīng)用

彩色銅雕是以色彩的科學(xué)知識為基礎(chǔ),進而從美學(xué)角度去探討色彩藝術(shù)與金屬表面處理技術(shù)融匯一體的一種新的藝術(shù)形式。

抽象銅獅子動物雕塑

從色彩學(xué)的研究來說,17世紀以來國際上已對色彩科學(xué)開始進行總結(jié),物體的表面色彩的形成取決于三個方面,光源的照射,物體本身反射一定的色光,以及人體視網(wǎng)膜和腦部視覺皮質(zhì)對光波的處理方式。

跳山羊的小孩銅雕小品

牛頓在十七世紀末期,證明了色彩并非存在于物質(zhì)本身,而是光作用的結(jié)果,且只要將可視光譜上的長短光譜結(jié)合即可形成白光,這些可視光的波長可對應(yīng)到七個不同顏色:紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。

為了產(chǎn)生特定的顏色,人們必須靠增減光波的方式讓人眼只接收某些光波,感受到某種特定的色彩。

處理顏色的方式通常有二種:一為加色法,混合不同顏色的光波以形成白光;二為減色法,使用CMYK系統(tǒng)的減式法模式,也就是減少光波的方式來產(chǎn)生顏色,彩色銅雕技術(shù)是運用減色法來實現(xiàn)的。通過對銅金屬的物理、化學(xué)等方式的表面處理技術(shù),找出有效的調(diào)和色彩,將傳統(tǒng)的三原色:藍、紅、黃原理,有目的地運用同色調(diào)和、近似色調(diào)和、互補色調(diào)和、三角調(diào)和和雙互補調(diào)和等不同的調(diào)和方式,以達到最佳的美學(xué)效果。

彩色銅雕以金屬表面的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理工藝為主,輔以彩色涂層工藝,轉(zhuǎn)化膜是指金屬表面外層原子與適當(dāng)介質(zhì)的陰離子反應(yīng),在金屬表面生成的膜層,轉(zhuǎn)化膜的形成是人工誘導(dǎo)及控制的腐蝕過程,也就是在特定環(huán)境條件下銅表面色澤在大氣塵中的化學(xué)物質(zhì)影響下,因逐漸腐蝕而使其氧化變色的長期過程,在現(xiàn)代科技的作用下使其在短時間變色,并有意識地使其新變化的色澤不僅穩(wěn)定、牢固,并符合設(shè)要求的金屬轉(zhuǎn)化膜,彩色銅雕從以下幾方面進行了研究:

是一種同色調(diào)和,單一顏色只是深淺和色調(diào)明暗度不同開始,為了適應(yīng)銅工藝構(gòu)件在仿古做舊上的市場需求,對銅門的表面色澤處理上進行攻關(guān),我們對多種化學(xué)物質(zhì)如硫化鉀、硫酸鎳銨、硫化硫酸納及硫酸銅等硫化物進行篩選和實驗,發(fā)現(xiàn)在預(yù)氧化著色過程中,色澤不穩(wěn)定,均勻性差,吸附性差,尤其是銅門上要求的紅古銅色更不理想。

經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),氧化膜的形成作為一種固體表面化學(xué)反應(yīng)是有極特定的規(guī)律性的。當(dāng)金屬表面上形成氧化物,其結(jié)構(gòu)也可能保持被氧化表面的某些結(jié)構(gòu)特征。例如,氧化物可以在金屬的某一特定取向上以外延方式生長。當(dāng)銅的表面是(110)時,其表面Cu2O有相同的取向,即Cu2O中的(110)表面平行,Cu2O中的[110]方向與銅的[110]方向平行。在銀的(110)面和(111)面上氧化生在Ag2O時,也觀察到了類似的外延生長方式。一般說來,由于實際金屬表面特別是多晶體金屬表面往往包含有很多缺陷:晶界、位錯、臺階等,這些部位能量高,氧化也就往往從這些高能位置開始,然后逐漸向周圍區(qū)域擴散,一直到將表面覆蓋。另外,由于表面上各部位能量不同,形成氧化物的厚度也就不盡相同,即表面氧化膜一般都是厚度不均勻的。表面上存在一些高能位置。在這些位置上將開始氧化(表面化學(xué)反應(yīng)),并且會逐漸加厚,一直加厚到使該部位的表面能降低到相鄰部位的水平,形成所謂“氧化物島”。然后,它們才擴展開來,直至整個表面被氧化物覆蓋。當(dāng)然,“氧化物島”的擴展,長大還是有先決條件的,條件之一是必須有足夠的能量能在固體表面上開始氧化反應(yīng)。

因此銅的預(yù)氧化工藝中,氧化物島的存在既是氧化的必然條件,又是造成過氧化現(xiàn)象造成氧化膜不均勻性的關(guān)鍵問題所在。項目完成人在配方中,進行調(diào)整,加入適量的堿性中和劑以及在銅板浸漬氧化過程中,采用人工誘導(dǎo)法去除非晶狀附著物及多次浸漬工藝,達到了色澤一致,穩(wěn)定的紅古銅色效果,在上海外灘第一樘銅門,盤谷銀行銅門、北京人民大會堂香港廳銅門及雷峰塔銅扶欄等銅藝術(shù)構(gòu)件中取得了極好的效果。預(yù)氧化工藝流程

由于預(yù)氧化工藝在銅雕藝術(shù)的色彩構(gòu)成上,僅解決同色調(diào)和問題,對互補色調(diào)和、對比色調(diào)和、三角調(diào)和及雙互補調(diào)和等豐富色澤處理的問題,是作為彩色銅雕的發(fā)展中急需解決的難題。研制組進一步進行了研究和探索,如何能將現(xiàn)代工業(yè)中日臻完美的彩色涂料工藝與預(yù)氧化工藝融為一體,創(chuàng)造更富有科技內(nèi)涵又能體現(xiàn)銅材美學(xué)特性的新工藝。三原色的有規(guī)律的混合理論上能在電腦上顯示1677萬色到687億色,實際的彩色涂料配制,即使不能達到以上數(shù)量的元色,但也是極其豐富多彩的項目組對丙烯、硝基、氨基、聚脂與氟碳等類品種的涂料,在試制過程中遇到了預(yù)氧化色澤與涂層色澤混色的難題及有預(yù)氧化圖案花紋層的銅板對涂層的附著力影響的難題。如何提高金屬界面的吸附作用,強化界面反應(yīng),這是提高涂層的附著力的關(guān)鍵,我們改變了先預(yù)氧化后涂層的工藝,先將蝕刻圖案厚的銅板進行活化前處理,采用拋光及乳化劑浸漬的方式提高金屬表面化學(xué)活性,增強對涂料的吸附力,對需預(yù)氧化色澤的圖案部分采用先行局部保護,噴涂色彩后,將圖案部分的保護膜去除后再按預(yù)氧化工藝流程,將圖案處理成設(shè)計要求的仿古金屬色澤,為了防止氧化液對涂層造成腐蝕,采用弱堿配方的漬洗液對產(chǎn)品進行清洗中和使涂層色彩的色純度及色明度長期不發(fā)生變化,采用涂層與預(yù)氧化工藝相結(jié)合的技術(shù),在雷峰塔的銅構(gòu)件表面處理中,得到了很好的應(yīng)用。