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1、华夏考古年第期HH化学原理与方法在文物保护中的应用魏书亚lllliiutlllllwwiiiitillltutuiutitillltiiti,.-litintrodueesseveralehemiealproteetingmethodsTiheseeiondtwopartsresearehintoeausesofeorrosionoflaequrewaresandwoodenartieles.andsomemethodsofdehvdrationofthoseartie!esIt15believedthatmoreand-moreehemiealmethodswillbeap
2、pl一edtoantiquityproteetingfollowingthedevelop.mentofseieneeandteehnology,::、随着自然科学突飞猛进地发展各种自知古代青铜文物的基本组成为铜(Cu)然科学技术也正在逐渐应用到考古学研究全锡(Sn)、和铅(Pb)的三元合金体,这三种,,过程的各个领域这将是考古学发展的一个元素在熔融后随着温度的降低而不同程度,,新动向也是自然科学与社会科学两大学科地析出不同的物相从而形成合金体本身的,,。,,之间交叉研究的新尝试目前应用到考古不均匀性通过电位实验在电解质溶液中、。、,学上的物理化学方法也已相当普遍下面铜锡合金
3、各相之间存在着电位差这是产试就化学原理与方法在文物保护工作中的几生电化学腐蚀的内在因素。,点应用作一探讨。青铜文物长期与空气接触铜铅被氧化一、青铜文物有害锈的化学机理及其防生成一层氧化膜,其主要成分为碱式碳酸铜,.uo3u2、护①分子式为CCC(OH)氧化铜,,1.化学机理(CuO)及氧化铅(PbO)这层氧化膜并非,、、古代文化遗存中出土的青铜文物由于受质密的无缝隙的水分子氧分子氯离子,,特定环境的影响往往在其表面形成一层不或氯分子仍可渗入这些金属氧化物与合金,,,同种类的锈体其中大部分对文物的长期存所组成的混合物相中将发生许多电池反应,“”,,放造成困难尤以粉状锈危害最大这
4、其中阳机化的氧化铅与共析组织中的锡可,主“”,形成循环往复的电池反应反应结果是在氧要是因为粉状锈可在空气中继续发展,化铅膜附近的锡渐渐转化为二氯化锡对于出土的文物进一步腐蚀破坏这种锈还,n:,,具有传染性可将共同存放的青铜器物也传(SCL)在这一点氯离子浓度增加形成点上此锈害,严重时甚至能使整件铜器完全损蚀,周围的铜相也在进行腐蚀反应,这种铜毁。为了,“,保护青铜文物必须先弄清粉状的腐蚀反应也具有循环性氯离子经过积累锈”的生成机理。据有关资料及实验结果得渐渐与铜反应,生成一种氯化亚铜,其反应·1·00ROOL5YIGU华夏考古X年第期:式为众LLeuu一十(2)离子交换树脂法
5、水与氯化亚铜、盐酸的平衡体系中,氯用离子交换树脂剔去离子,将有锈蚀的、化亚铜既可沿平衡反应转化为氧化亚铜盐青铜器放置于去离子水中反复漂洗。由于处,,,,酸并逐渐转化为碱式氯化铜也可直接转理液中始终没有氯离子所以反应进行较快,:,,化为碱式氯化铜其反应过程如下树脂可以再生处理比较经济该方法尤其ZCuZuZ。CI+HO#CO+ZHCL适用于小件文物的处理uZZ2u:·CO+ZHO十0+ZHCL~CCL(3)倍半碳酸钠法3Cu215(OH)将锈蚀的青铜器放入%~%的倍半NaZ3·aZ3·Z作为平衡反应产物的盐酸还可进一步扩碳酸钠(CONHCOZHO)溶液,。,,展氯化亚铜层循环上述
6、反应只要有氯离中通过不断洗涤和周期性更换溶液可以、、,。,:子水氧分子的供给循环便可继续下去将器物上的有害氯化物逐渐除去其原理为,、u:3u3一碱式氯化铜是疏松膨胀的阻挡不住水氧C(OH)CL+4CO犷~C(CO砖十,分子和氯离子的进入于是古代青铜器的这ZOH一-+CL,。种腐蚀将蔓延不止直到器物溃烂其反应(4)乙月青法:过程为水合乙睛对一价铜的腐蚀产物是好的络4Cu24HZuZ·,5CL十0+O~CCL+合剂用%的乙睛水溶液除去腐蚀产物中3Cu(OH)2+。:ZHCL的氯化亚铜非常有效它们之间的反应是4Cu4HCL十024CuZCueL+3CHsus+~CL+ZHOCN~C
7、(CHCN)亡+D),一通过X光衍射(XR分析也可CL—,验证上述机理青铜器有害锈的主要成分是此法比1%倍半碳酸钠和离子交换树脂、二。,碱式氯化铜氯化锡及氧化铅的混合物青法能更快地使氯离子释放是从腐蚀产物内铜器有害锈产生的内因是青铜体本身的不均部除去氯化亚铜的最好方法。但本法的不足,、,,,匀性外因是含氯氧的潮湿环境鉴于此之处在于浸泡时间过久会导致绿色铜锈变在保护青铜器时就要考虑这诸多因素。黑,而且因乙睛蒸气有中等程度的毒性,所.2有害锈的清除及青铜文物的保护以浸泡时需要良好的通风环境或密封措施。从上述
