铁器金属文物的腐蚀与保护|恒湿储藏柜

我国是最早使用铁器的国家，考古发掘资料显示，在春秋战国时期就已经出现了生铁制成的农具和兵器。铁器具有比青铜器更坚硬和更锋利的特点，铁器出现后便逐渐取代了青铜器，铁器的出现是继青铜之后我国文明发展又一次飞跃，极大地推动了社会生产力的发展和社会进步，标志着我国从此进人了一个新的历史时期。因此，铁器类文物具有重要的历史价值，为我国历史文化的研究提供了重要的佐证。然而，由于铁元素本身是较活泼的金属，易产生腐蚀，加上铁器成分、结构及制作工艺，极易锈蚀甚至消失。所以，铁器类文物保护是金属类文物保护工作的重点和难点。

铁器文物大多是铁和碳的合金，其主要成分为铁，铁的化学性质比较活泼，其结构多带有微孔和腐蚀通道，铁器表面不同的金属组织及成分会引起化学腐蚀及电化学腐蚀，因此铁器文物极易被锈蚀。

化学腐蚀。铁是活泼性金属，极易受外界环境的影响，发生氧化腐蚀。在空气、水分、硫化物和氯化物等相互作用下均易发生反应，产生一氧化亚铁和氧化铁主要成分的氧化膜。这类氧化物接触水分，氧化铁可立即与水发生反应，形成疏松多孔的锈层，使铁器受到严重腐蚀。

电化学腐蚀。铁器文物除了极易与周围物质发生化学反应，受到化学腐蚀之外，还会因其埋藏环境、保存环境中含有大量盐和酸，在水的作用下自发产生一种电解质溶液，从而使铁器文物产生电化学腐蚀。这种现象主要可以解释为：铁器文物所存在的环境若潮湿，其埋藏土壤中或多或少会存在一些盐类、酸类的化学物质，铁器在这种环境下表面形成原电池进行电解。

环境湿度对铁质文物腐蚀的影响。根据文献数据，铁在常温干燥的环境很难被腐蚀。相对湿度为30%时，数月后铁器才开始腐蚀，而相对湿度为90%时，一天后铁器便开始腐蚀。这说明湿度的大小对铁器的腐蚀有重大影响。相对湿度处于60%以下时，腐蚀速度是很缓慢的，以化学反应为主；当达到临界湿度（65%）以上时，腐蚀速度明显加快，此时电化学反应与化学反应共同作用；而当相对湿度接近100%时，空气中的水气将在铁器表面形成一层厚度＞1μm的水膜，该水膜的形成有效地阻止了氧气的扩散，此时以纯电化学腐蚀为主。由此可见，控制铁器腐蚀需控制环境的相对湿度。（恒温恒湿柜http://www.szgoco.com/）

环境氧气对铁质文物锈蚀的影响。在一定湿度下，氧气的存在会加速铁器的腐蚀，当氧气和水分子同时存在时，铁质文物会发生电化学腐蚀；在中性或碱性溶液中，铁的腐蚀为阳极溶解氧的反应，生成疏松的γ-FeOOH，γ-FeOOH不能形成附着力强、致密的保护膜；在含有Cl-和SO42-条件下，氧气的浓度直接影响铁的腐蚀速度。

空气污染物也是影响铁质文物保存的重要因素，主要包括粉尘和有害气体。有害气体在一定的湿度环境下，在铁器表面有酸性气体的情况下，可发生电化学反应，加速电化学腐蚀速度；氮氧化物在一定湿度环境下转变成强硝酸，硝酸具有挥发性，引起铁器的腐蚀，加速氧化过程；粉尘易吸收空气中的水分和有害气体，会在铁器表面形成一层相对湿度较高的灰层，为有害气体的腐蚀提供了条件，破坏铁器的表面结构。

从以上影响铁质文物锈蚀的因素可以看出，氧气和潮湿空气质量差的环境是引起铁质文物腐蚀的重要因素，铁质文物保护首先应强调“防氧”、“防潮”，此外，隔离有害气体、粉尘也至关重要。恒湿储藏柜间隔大环境，对柜内微环境调控湿度，阻隔大气中灰尘、温度、湿度、有害生物、污染气体和光照对文物的影响，将环境对文物损害降到最低，再通过对环境内气体调控，创造出恒湿、洁净、稳定的储存环境，实现文物预防性保护。