□ 李建麗

一、鐵質(zhì)文物腐蝕的根本原因

目前對(duì)于鐵質(zhì)文物腐蝕的影響因素方面的研究已十分系統(tǒng)、完整。在《文物保藏學(xué)原理》中，根據(jù)腐蝕環(huán)境的不同將腐蝕分為大氣腐蝕、土壤腐蝕、海水腐蝕，并分別闡述了每一類腐蝕的影響因素，但未提到腐蝕的根本原因。還有學(xué)者將腐蝕反應(yīng)的影響因素分為內(nèi)因和外因，內(nèi)因是文物本身的化學(xué)組成、內(nèi)部與表面的結(jié)構(gòu)等，由此決定它的特性；外因是指文物所在的環(huán)境中，如溫度、濕度、光線、環(huán)境大氣污染和地質(zhì)污染等。但關(guān)于腐蝕的根本原因仍有待研究。有學(xué)者將氯離子、鐵自身的結(jié)構(gòu)性質(zhì)等因素歸為腐蝕發(fā)生的原因。文物的組成成分不均勻、氯離子等因素可能會(huì)影響腐蝕反應(yīng)，生成不同種類的電化學(xué)腐蝕，但文物組織結(jié)構(gòu)的差異、表面金相組織的不同等因素，絕不是引起電化學(xué)腐蝕的原因，這些鐵質(zhì)文物自身的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，也不是造成腐蝕反應(yīng)的內(nèi)在因素。它們都是腐蝕反應(yīng)加速的原因而非腐蝕反應(yīng)的原因。如文物界的“談氯色變”，氯離子的存在會(huì)加速鐵質(zhì)文物的腐蝕速率，但并不代表它是腐蝕發(fā)生的原因。簡(jiǎn)要推理可知，若文物儲(chǔ)存于只有氯離子的環(huán)境中、或是文物只是表面或結(jié)構(gòu)十分不均勻，文物的腐蝕反應(yīng)也不能進(jìn)行。上述各類影響因素會(huì)使鐵質(zhì)文物在腐蝕環(huán)境中形成微電池，盡管如此，若是腐蝕體系中，沒有腐蝕反應(yīng)的根本原因的存在，即使各種因素已使文物表面具有電化學(xué)不均勻性，其腐蝕過程仍無法進(jìn)行。

二、腐蝕的嚴(yán)重性

依據(jù)金屬腐蝕的電化學(xué)理論，鐵質(zhì)文物的腐蝕依然遵循金屬腐蝕的電化學(xué)機(jī)理，只是，在出土之前已遭受到嚴(yán)重的腐蝕，出土并進(jìn)入富氧的大氣環(huán)境后，一個(gè)高效的鐵腐蝕電池體系立刻開始啟動(dòng)并以極高的速度在腐蝕的第三階段運(yùn)行。這是金屬文物區(qū)別于一般工業(yè)制品在腐蝕方面的最著的特點(diǎn)。從哲學(xué)上看，這就是所謂矛盾的特殊性問題，不了解矛盾的特殊性就無法認(rèn)識(shí)具體的事物。基于同樣的觀點(diǎn)，鐵質(zhì)文物又與青銅器不同，從金屬學(xué)講，銅及其合金屬易鈍化金屬，通常條件下，在腐蝕過程中很容易再次鈍化。與此相反，鐵是活潑金屬，不僅陽極過程的電流密度大，而且沒有特殊的條件，是很難進(jìn)入鈍態(tài)的。也就是說，鐵在全面腐蝕階段，其腐蝕速度僅受陰極過程控制。大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)業(yè)已證明，鐵的腐蝕產(chǎn)物中，有許多成分是氧進(jìn)行還原反應(yīng)的良好電催化劑，即我們俗稱有害銹，可極大地加速陰極過程，從而加速鐵的腐蝕。因此必須充分認(rèn)識(shí)到當(dāng)前鐵文物所面臨的嚴(yán)重腐蝕問題。

三、鐵質(zhì)文物材料保護(hù)措施

1．鐵質(zhì)文物的脫鹽保護(hù)

20世紀(jì)90年代，國(guó)外曾有報(bào)道稱，因長(zhǎng)期埋藏于土壤中，鐵質(zhì)文物隨著周圍環(huán)境的變化而腐蝕加劇，其表面銹層很容易吸收環(huán)境中的可溶性鹽類，其中，含氯的鹽類對(duì)鐵質(zhì)文物的腐蝕有促進(jìn)作用。很多研究也表明，大部分出土的鐵質(zhì)文物均含有氯化物（電解質(zhì)），其一旦出現(xiàn)在潮濕的空氣中，即會(huì)發(fā)生一系列電化學(xué)反應(yīng)，對(duì)其進(jìn)行脫鹽清洗是開展出土鐵質(zhì)文物保護(hù)的首要工作。脫鹽的方法有很多種，主要包括蒸餾水浸泡脫鹽法、堿性溶液浸泡脫鹽法、去離子水浸泡法、堿性亞硫酸鹽還原法、離子電泳法、電解法、等離子體化學(xué)法等，這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。研究表明，堿性亞硫酸鹽溶液的脫鹽效率最高，但對(duì)器物的外觀顏色和銹蝕成分影響很大；去離子水浸泡法的脫鹽效率最低，但對(duì)器物銹蝕成分的影響最小。脫鹽完畢后，必須用蒸餾水漂洗文物。在以上傳統(tǒng)脫鹽技術(shù)的基礎(chǔ)之上，可以融入現(xiàn)代科技手段（如XRD、ICP、IC、SEM、金相分析），以達(dá)到更好的保護(hù)效果。

2．鐵文物的封護(hù)

傳統(tǒng)及合成有機(jī)高分子封護(hù)材料，目前常用的表面封護(hù)材料是丹寧、ParaloidB－72和石蠟等。這些材料各有優(yōu)缺點(diǎn)，國(guó)內(nèi)鐵質(zhì)文物保護(hù)領(lǐng)域使用頻率最高的是丙烯酸樹脂ParaloidB－72，封護(hù)操作后在文物表面會(huì)出現(xiàn)光亮；使用丹寧后，文物表面容易變黑；使用石臘封護(hù)后的鐵質(zhì)文物極不穩(wěn)定，且在文物表面會(huì)出現(xiàn)油膩感。鐵質(zhì)文物表面封護(hù)材料極易受表面處理效果和環(huán)境條件的影響，因此，確定合理有效的科學(xué)保護(hù)方法和材料尤為重要，同時(shí)，研究新的封護(hù)材料也非常必要。沈大媧等人的研究表明，將鐵質(zhì)文物進(jìn)行脫水干燥后，放入加熱熔融的石蠟中，可達(dá)到封護(hù)效果。但不適用于大型器物，只適用于處理較小的器物。很多天然的封護(hù)材料不斷被發(fā)現(xiàn)使用，如蟲白蠟、蟲膠、棕櫚蠟及蜂蠟等，它們的優(yōu)點(diǎn)是可以直接刷涂在鐵質(zhì)文物表面，比石蠟容易使用。整體而言，這些傳統(tǒng)的有機(jī)封護(hù)材料還有很多不足之處。所以，很多合成有機(jī)高分子封護(hù)材料不斷得到研究，如干燥快、堅(jiān)硬耐磨的硝基清漆，黏度低、流動(dòng)性好、易于滲透的丙烯酸類材料，較高透明性、耐寒性、耐沖擊、耐紫外輻照的聚乙烯醇縮丁醛和適于鐵質(zhì)文物帶銹保護(hù)的甲基三甲氧基硅烷低聚體等。

3.關(guān)于磷化－封護(hù)處理

磷化作為鋼鐵材料的保護(hù)工藝在鐵質(zhì)文物的保護(hù)中已有報(bào)道，磷化作為涂裝的前處理工序也已在工業(yè)中廣泛應(yīng)用。本文的鹽水浸泡試驗(yàn)和中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)給出了磷化試片和磷化－封護(hù)試片的定量測(cè)試結(jié)果。在經(jīng)36天浸泡后磷化－封護(hù)腐蝕電流密度小于磷化的腐蝕電流密度，且磷化膜和封護(hù)膜結(jié)合形成的雙膜層具有更好的保護(hù)效果。其原因可以這樣分析：有機(jī)封護(hù)膜作為腐蝕電池的陰極，可對(duì)氧的還原產(chǎn)生較強(qiáng)的阻化作用，單獨(dú)應(yīng)用時(shí)易遭到初期腐蝕產(chǎn)物的破壞，因此防護(hù)作用不強(qiáng)。在沒有磷化膜時(shí)，鐵基體作為腐蝕電池的陽極，有機(jī)層腐蝕電池的陰極，腐蝕沿著鐵基體與有機(jī)層之間發(fā)生縫隙腐蝕。腐蝕產(chǎn)物的堆積和體積膨脹會(huì)造成膜層的迅速破壞，這與我們平時(shí)所看到的漆膜脫落時(shí)，鐵基體已嚴(yán)重腐蝕的現(xiàn)象是一致的。磷化膜不僅可有效地抑制鐵腐蝕，而且與鐵基體和有機(jī)膜層均具有良好的結(jié)合強(qiáng)度。磷化膜可較好地抑制早期腐蝕對(duì)涂裝層的破壞，這是其一；從磷化的角度看，由于磷化膜具有一定的空隙，表現(xiàn)為鐵的小孔腐蝕，磷化膜孔被有機(jī)封護(hù)劑封閉后，抗蝕作用會(huì)得到進(jìn)一步的增強(qiáng)。因此，二者的協(xié)同效應(yīng)進(jìn)一步提高了膜層對(duì)鐵基體的保護(hù)能力。

四、結(jié)束語

由于鐵器文物的質(zhì)地、冶煉、加工技術(shù)及埋藏環(huán)境等因素的影響，保存完好的鐵器文物很少，出土后暴露在自然環(huán)境當(dāng)中，由于各種環(huán)境因素的影響，會(huì)加速鐵器文物的腐蝕，因此鐵器文物的保護(hù)修復(fù)就顯得極其重要。我們?cè)诒Ｗo(hù)修復(fù)鐵器文物時(shí)，應(yīng)遵循保持原狀和最少干預(yù)等文物保護(hù)的基本原則，盡可能地保持文物的歷史價(jià)值、藝術(shù)價(jià)值和科學(xué)價(jià)值，只有認(rèn)真、細(xì)致、嚴(yán)格、規(guī)范地把各項(xiàng)工作做好，才能確保鐵器文物藏品的安全，也才能充分發(fā)揮其在教育、研究、展示、宣傳等方面的積極作用。