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铁器金属文物的腐蚀与保护|恒湿储藏柜

作者:广川设备  来源:本站  发布时间:2024-03-21  浏览:2

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。

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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/

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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。