【摘 要】
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青铜文物具有独特的艺术价值、文化价值和科学研究价值。然而,文物保存环境中有很多因素会对青铜文物造成威胁。其中,颗粒物不仅自身组成成分中含有无机水溶性离子等污染物,还可以吸附其他污染物,导致青铜文物的腐蚀;尤其是氯化钠颗粒物,具有吸湿性和可溶性,会促进金属文物表面水膜的形成,还能溶于水膜引起电化学腐蚀。目前,关于氯化钠颗粒物对青铜文物的腐蚀影响研究较少,因此,本论文开展氯化钠颗粒物对青铜文物腐蚀影响
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青铜文物具有独特的艺术价值、文化价值和科学研究价值。然而,文物保存环境中有很多因素会对青铜文物造成威胁。其中,颗粒物不仅自身组成成分中含有无机水溶性离子等污染物,还可以吸附其他污染物,导致青铜文物的腐蚀;尤其是氯化钠颗粒物,具有吸湿性和可溶性,会促进金属文物表面水膜的形成,还能溶于水膜引起电化学腐蚀。目前,关于氯化钠颗粒物对青铜文物的腐蚀影响研究较少,因此,本论文开展氯化钠颗粒物对青铜文物腐蚀影响的研究,为实现青铜文物的预防性保护提供参考。本文利用石英晶体微天平（QCM）反应性监测方法研究了镀铜锡合金晶振片在不同温湿度、不同氯化钠颗粒物浓度中的腐蚀行为及规律;采用电化学方法研究了不同浓度氯化钠溶液中四种青铜文物模拟材料的电化学腐蚀行为;通过模拟暴露实验,结合扫描电子显微镜（SEM）-能谱仪（EDS）和X射线衍射（XRD）的表征方法,对暴露在氯化钠颗粒物环境下的四种青铜文物模拟材料进行了表面形貌观察和腐蚀产物分析。研究结果表明,环境温湿度是影响金属表面水膜形成的重要因素,也直接影响到青铜文物模拟材料的腐蚀速率。根据实验中不同温湿度下青铜文物模拟材料的腐蚀速率,得到保存青铜文物的可接受温湿度范围为:温度20～25℃,相对湿度60%以下。在温度25℃、相对湿度50%的环境中,青铜文物模拟材料的腐蚀速率随表面氯化钠颗粒物浓度升高而增大;暴露初期腐蚀速率较大,随着暴露时间的增长,腐蚀速率下降;实验结果得到馆藏青铜文物表面氯化钠颗粒物较安全的浓度范围为不超过3.7±0.1 μg·cm-2。在氯化钠溶液中,四种青铜文物模拟材料的腐蚀速率与Cl-浓度呈正比,带CuCl锈青铜和带混合锈青铜的腐蚀速率远大于裸青铜和带Cu2O锈青铜。裸青铜在氯化钠颗粒物环境中暴露,表面会快速生成钝化膜Cu2O锈层;Cu2O锈能在一定程度上延缓氯化钠对青铜基体的腐蚀进程,然而随着暴露时间延长,Cl-聚集造成锈层破裂,导致青铜基体遭到腐蚀;CuCl锈结构疏松,性质不稳定,对基体无保护作用,在暴露过程中还会水解产生盐酸促进腐蚀作用,腐蚀产物为碱式氯化铜;混合锈中有CuCl锈,其水解反应产生的盐酸不仅会溶解锈层中的Cu2O锈,还会损害青铜基体,暴露期间试样表面的碱式氯化铜增多,甚至覆盖住原有的锈层。
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