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影响考古青铜文物腐蚀损坏的因素

2019-05-22 06:57:59来源:励志吧0次阅读

影响考古青铜文物腐蚀损坏的因素

考古青铜器表面腐蚀很复杂,用XPS分析表面化组成,发现是一些氧化物、氯化物,这些腐蚀表层是在地下埋藏上千年的环境下形成的。其结构松散,孔隙分布广,对水、气都具有吸附作用。一旦文物出土,这个锈层暴露在大气环境下,空气中的氧气、一氧化碳、二氧化碳、水、二氧化硫、氮氧化合物等都在表面有强附作用,那么表面不仅存在电化学,而且发生化学腐蚀和光腐蚀。从以上分析,影响青铜文物腐蚀取决于两方面因素:即文物材料自身的特性和文物所处的环境。考古青铜文物能保存下来,在某种程度上取决于它的抗腐蚀性及所处的环境。环境中有能影响考古青铜文物腐蚀因素,如温度、湿度、气体酸、碱、盐、有机体、光等。腐蚀的产生往往是各种环境因素并存时产生的协同效应。 (1)温度、湿度。文物在自然环境中起化学反应这就意味着文物受到损害。而化学反应的速度与温度有关。Arrhenius经验公式,以活化能相关温度,反应速度表示其关系式为:log10R1/R2=52E(1/T2/1/T1)式中,R1、R2分别为T1、T2温度时的反应速率。E为活化能:KJ/mol温度升高10℃,反应速度成倍增长。湿度与 青铜病 :青铜器潜伏的 粉装锈 其保存的临界状态相对湿度为42%RH 46%RH,相对湿度超过55%RH,氯化亚铜迅速与空气中的水反应:CuCl+H2O Cu2O+HCl.随着湿度的加大,其反应速度加快。不同相对湿度的实验结果是氯化亚铜在97%、78%、58%RH环境中分别经2、4、24h反应生成碱式氯化铜。而在此35%RH中氯化物是无限稳定。实验还证明相对湿度RH为55%时,氯化亚铜将非常快地反应。然而潮湿的空气含水率高达80%-90%以上,水分常被称为 通用催化剂 ,它不但可以促使许多化学反应发生,同时还能使有机体滋生。 (2)气体:氧气占大气含量的21%,氧作为一种气体主要存留在存放考古青铜器的环境中,被发掘出来的考古青铜器平衡破环后,不稳定的氯化亚铜与潮湿的空气中的水、氧相互作用会立即和新的铜体表面发生反应形成白色粉状锈[CuCl2 3Cu(OH)2]。反应式:4CuCl(s)+4H2O+02(g) CuCl2 3Cu(OH)2(s)+ 2HCl(aq),白绿色的粉状锈CuCl2 3Cu(OH)2俗称 青铜病 又叫 粉状锈 。粉状锈在形成初期,其颗粒度极为微小,略近于球形的锈体颗粒径大约为0.8 1.2nm,均匀一致。此微小的粒子有两个突出特点:基本可摆脱重力场的影响而随空气的流动迁移,在适当的条件下,落在其他铜器上可进行下述反应:2Cu2(OH)3Cl+Cu+6H+ 2CuCl+3Cu++6H2O(酸性环境),4CuCl+O2+4H2O 2Cu2(OH)3Cl+2H++2Cl-(碱性或中性环境)这就是为什么称 青铜病 像瘟疫一样的传染和蔓延的原因。

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