浅谈铁质文物保护及表面封护(2)

　　当铁器存在着可溶性的氯化物时，腐蚀会变得更加容易和剧烈，■电负性小，优先于OH■，被铁选择性吸附。在腐蚀电池产生的电场作用下，■不断向阳极区迁移生成FeCL2，FeCL2容易水解，释放出■或者生成FeCL2，与水膜中的OH■反应生成Fe（OH）2，同时也释放出■，新的■又向阳极区迁移带出更多的Fe2+。如此循环反复对铁器腐蚀起到了催化作用和阳极去极化作用，促进了铁器的局部腐蚀，特别是当铁器表面存在结构缺陷和表面的水膜呈酸性时，容易形成点腐蚀的活性中心，在这种小阳极大阴极的腐蚀状况中，集中在小阳极的腐蚀速度会变得更加显著，孔内的电解液相对于孔外的电解液呈滞留状态。随着腐蚀的进行，一些腐蚀产物结垢在孔周围沉积，使得孔内外的物质交换更困难，■在点蚀部位被浓缩，这种浓缩的■溶液使孔内的铁保持活性状态。且由于氯化物的水解作用，孔内的酸性不断增加，使得阳极铁溶解速度进一步加快，再加上重力的作用，在铁器表面腐蚀成小孔，甚至锈蚀穿孔。

　　尘埃颗粒物主要是指活性碳粒，包括碳化物、氮化物、硫化物、硅酸盐等。这些尘粒沉降到铁质表面，首先，对铁质表面造成机械磨损。其次，活性碳和碳化物吸附空气中的SO2和水蒸气，使得铁器表面发生化学腐蚀和电化学腐蚀从而加速铁器锈蚀。尘埃颗粒物也会在铁质表面上形成微缝隙，而这些毛细缝隙处易被水蒸气湿润，并发生氧浓差缝隙腐蚀。盐粒具有很强的吸湿作用，它能使铁表面湿润时间大大扩展，加快腐蚀速度。

　　二、铁质文物的保护措施

　　从以上分析可以看出铁器的腐蚀是一个相当复杂的过程，但是它的发生离不开氧和水的参加，②所以在铁质文物保护过程中，只要能做到除去其有害锈，阻止铁器与氧气和水接触，就可以遏制铁器的进一步腐蚀。具体措施包括除锈、脱盐、磷化、钝化、表面封护。

　　（一）除锈

　　在除锈之前，要对铁质文物进行详细记录：摄影、测量、X射线锈层分析。然后开始除锈工作，主要的除锈方法有：其一，机械除锈。借用刀、钻、凿、锤子、剔针等工具，用剔、挑、剥、凿或锤震的方法，去除铁器表面较厚的锈层或锈块。对于较厚的锈层我们可以先采用化学试剂剔除。其二，化学试剂除锈。一般采用酸性溶液配酸洗缓蚀抑制剂来处理，如10%的醋酸溶液添加少量铬酸盐溶液对铁器文物进行浸泡处理。

　　（二）脱盐

　　脱盐主要是对铁器表面和内部的污物附着物，如可溶性盐分、疏松锈蚀物、油垢等去除。这些附着物会促进铁器的锈蚀，是诱发腐蚀的重要因素。同时，附着物的存在对后续防护措施产生不利影响。在脱盐工作中，可溶性盐分中的氯离子被认为是最重要的腐蚀因子，许多清洗工作都是围绕着氯离子来进行的。脱盐方法有蒸馏水煮沸和碱性溶液浸泡两种，针对馆藏铁质文物的腐蚀和保存情况来讲，最好方法是采用蒸馏水煮沸方法清洗，清洗时水要浸过器物，反复多洗几次，在清洗煮沸过程中要不断的用1%的硝酸银溶液检验水中是否含有氯离子，直到水中检验不出氯离子为止。清洗完成后要及时进行干燥处理，以免铁器再次腐蚀。

　　（三）磷化、钝化

　　铁器发生钝化是在阳极电化学腐蚀过程中生成一层完整、连续的不溶性氧化物钝化膜而使得阳极电位升高，起到了阳极极化的作用，阻断了电化学反应的进程，这样铁几乎处于完全稳定的钝化状态，腐蚀速率趋近于零，钝化膜溶解和修复达到平衡。铁器钝化后再用碱金属的磷酸盐和磷酸混合溶液对铁器进行碱磷化处理，用硝酸钠作为催化剂，磷酸控制酸度。磷化处理过程中：随着铁锈溶解反应，会产生可溶性的二价铁离子，铁器表面的酸度降低，当达到难溶磷酸盐的溶度积后，则自然发生磷化成膜反应，最后生成不溶性的稳定的三价磷酸铁。一般钝化、磷化的常用试剂有亚硝酸二环乙胺、碳酸环乙胺、亚硝酸二异丙胺及氨水等气相缓蚀剂。③丁艳梅、许淳淳将有机胺A与乌洛托品以1：1制成一种新型的气相缓蚀剂，缓蚀效率达到96.5%，并用这种缓蚀剂对真实铁质文物进行缓蚀保护，获得了较好的效果。广西博物馆对汉代铁骑进行修复时，使用了苯并三氮唑作为缓蚀剂。④杨植震等以低碳钢模拟铁器文物，在3.5%的NaCl 溶液中用苯并三氮唑等缓蚀剂进行缓蚀效果比较，发现苯并三氮唑有较好的缓蚀效果。⑤

　　（四）表面封护

　　表面封护是铁质文物保护的最后一步，即将涂有缓蚀剂的铁质文物与大气隔离，使缓蚀剂发挥长久作用。表面封护也是关键一步，根据国内外封护材料的研究现状来看，可采用氟碳涂层，其具有良好的耐候性、抗腐蚀性，作为文物封护材料在氟碳涂料中添加纳米二氧化硅和采用复合涂层方法可有效长期的保护室外铁质文物，二氧化硅的加入提高了涂层的热稳定性，从而达到了铁器文物的保护要求。

　　三、结语

　　总之，造成铁质文物严重腐蚀现象不仅是由于其自身的化学性质决定，也与人为的保护环境有紧密关系。随着岁月的流失、环境的变化，铁质文物的品相越来越差，保存数量越来越少，很多铁器文物都不同程度受到腐蚀，如果再不及时采取科学、有效的保护措施，不久的将来这些珍贵文物最终腐蚀成一堆铁锈渣，失去它们应有的文物价值。

　　[注释]

　　①黄允兰、林碧霞、王昌涎、李京华：《古代铁器腐蚀产物的结构特征》，《文物保护与考古科学》，1996年第1期。

　　②王惠贞、朱虹、宋迪生：《秦汉铁器锈蚀机理探讨及保护方法研究》，《文物保护与考古科学》，2003年第1期。

　　③魏书亚：《化学原理与方法在文物保护中的应用》，《华夏考古》，1995年第3期。

　　④潘郁生、黄槐武：《广西博物馆汉代铁器修复保护研究》，《文物保护与考古科学》，2006年第3期。

　　⑤杨植震等：《铁器文物的缓蚀研—苯并三氮唑对低碳钢的缓蚀作用》，《复旦学报》，1994 年第5期。