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1、古代某些青铜器的腐蚀和环境研究程德润程波陈举,,金属材料至今仍是主要的工程材料在若反应生成挥发性的腐蚀产物则不可,,生产和生活的诸多领域中腐蚀对国民经济能在金属表面形成保护膜这种腐蚀反应将。文,。造成的损失是惊人的物是人类文明发展继续下去直到器物溃烂,道路中遗留下来的实物在文物宝库中金属②古代青铜器锈蚀机理的研究证实了该。类文物具有极重要的历史价值和现实意义式的普遍性。4Cu2ZCuZ保护好这些瑰宝是文物科技界的重大课题之+0一~OuZuZCO+ZHCI一~ZCCI+HO,金属在环境的作用下发生了化学或电氯化亚铜、氧化亚铜都可转“化为粉状,.化学变化引起金属的破坏或变质生成了”
2、。、、,锈只要有潮湿含氯酸性介质等环境与原金属的组成和性质全然不同的另一种物“”,,。粉状锈就不断蔓延直至溃烂穿孔,。质这就是金属的腐蚀,如果腐蚀产物可以附着在金属表面上,,,金属腐蚀损毁的原因就其内因而言是在反应开始所生成的膜还不足以把金属表,。金属本身的化学组成内部与表面的结构外,、面与介质完全隔开则金属原子离子或电,因是指和金属相接触的物质即围绕金属的子以及介质的原子将相向的通过膜进行扩,空间中直接或间接影响金属寿命的各种因散,并在已形成的膜中相遇,发生反应。如,、、、。。素如温度湿度光线环境污染等控图1所示制环境是金属腐蚀的重要因素,是研究防护技术的依据。本文通过金属的
3、腐蚀机理,研食属赎L硕L,究和监测了重要的环境参数列举不锈蚀古0ǎ,OOOO一青铜器的存放条件和原理分析了大批出土@,今戈肠青铜器锈蚀的环境情况提出应采取的防护,万,措施这对挽救一批重要的金属文物是有益O。,-一的。望沙L口@@O一一、腐蚀机理①000O一~娜砂令刊孙000当金属与周围介质接触时,介质中的分.2、:,图。子(0lC等)被金属表面所吸附并分解1金属与介质原子通过膜进行双向扩散示意图,,。、为原子再与金属原子化合生成腐蚀产物这种过程进行到膜足以阻止金属原子、,:mMe+nX一~MemXn反应式离子电子与介质原子的扩散即形成完整。。e;式中M为金属原子X为介质原子的保
4、护膜时为止一16一,,。由此可见金属腐蚀的基本过程是介质反应进行金属不再被腐蚀;,,分子在金属表面的吸附和分解金属原子与据此观点出发环境是金属腐蚀的条件介质原子化合;若反应产物是不稳定的组分,若环境介质是处于缺氧和非酸性条件下,腐,,,。容易挥发或者分解掉则金属不断被腐蚀直蚀就会缓慢甚至无法进行四川新都县战。,。国墓出土的青铜器③至溃烂若反应产物附着在金属表面成膜则证实了此种看法研究金属原子、离子、电子及介质原子通过扩散者对器物内的盛水进行了分析。如表1。,,层不断生成化合物直到膜可以阻止这种表l器物内所盛液体的分析名称内容物PH值总硬度暂时硬度273壶水8.176.806.3
5、014。42817。202。0。带火4204/,1,士泊1二括翻住马坦,,月月no月八O害蕊兀孟,J、IH曰】们万砚勺厅三J1刁,下心胜j笼摧一摧一拼,」匀到巨翻`O斗一一.。。粤水和耳诩七兵fI`410怪I勺JI4205鼎掖体和玛骨8.464。487.4817.5194鼎液体和猪骨8.016.126。1222.5鼎液体和狗骨.594.084.087,这批青铜器共18件大部分仅表面局部轻微氧化变黑,特别是放在铜罄内的工具二、环境探索和兵器仍金光闪闪,毫无锈蚀痕迹。:aZ十Z本;,分析结果各水样中皆有C和Mg陕西是青铜之乡出土的珍贵青铜器正3,一3,除少量CO和HCO一未发现其他
6、阴离遭受着各种各样的腐蚀甚至有些面临毁灭子。的危险。笔者近年来对青铜器腐蚀严重的扶从分析结果可归纳出这批青铜器的存放风博物馆、周原博物馆和咸阳博物馆以及西:,不,。,环境为稍偏碱性存在氯离子缺氧溶安地区的环境进行了分析监测发现控制环、。。液中有醇醋之类的极性有机物这种存放境是保护青铜文物的关键环境是青铜器轻微锈蚀和不锈蚀的主要原1.湿度监测:其结果如表2。因。2(1993.8月表几个博物馆湿度监测)扶风博物馆周原博东厅北厅西厅物馆50一7055一7550一6855一7055一7259一7955一7354一75从数据看出,环境中的相对湿度大大超2.总氯量监测,如表3过允许湿度40
7、一45%的介限。表3环境中的总抓t(1993.8月)扶风博物馆周原博物馆云了.布二J卜.二弓哥`.布二刁、IJ月`,J肚写)J0.09360.10710.07430.0936,(周原西厅通风较其他为好含量稍西安地区的酸雨1990年占总样品数的低。10.21%,PH4.2,)降水值最低为酸雨已成环境中的总氯量一般指氯气和氯化氢气为全球性的严重问题,给国民经济带来不可。体的总和西安市1989年氯气日均浓度为弥补的损失。埋藏在地下的金属类文物,如.,.,。,0olZmg/m氯化氢日均浓度为0o49
