摘要：鐵器在我國社會文明發(fā)展過程中發(fā)揮著舉足輕重的作用，在日常生產(chǎn)生活有很大的利用價值，鐵質(zhì)文物也蘊(yùn)含著生產(chǎn)生活背后的歷史文化。但是鐵質(zhì)文物在挖掘和保存過程中，非常容易受到腐蝕，其保存難度相對較大，因而鐵質(zhì)文物的保護(hù)是我國當(dāng)前文物研究中非常重要的內(nèi)容。要真正掌握鐵質(zhì)文物防腐蝕保護(hù)的要點，就必須了解鐵質(zhì)文物腐蝕的原因，對癥下藥，才能取得良好的保護(hù)成果。本文就鐵質(zhì)文物的腐蝕原理以及相關(guān)影響因素進(jìn)行深入探究，希望可以找到有效的防護(hù)技術(shù)，解決鐵質(zhì)文物腐蝕的問題，更好地推動當(dāng)前鐵質(zhì)文物保護(hù)工作的開展。

關(guān)鍵詞：鐵質(zhì)文物；腐蝕機(jī)理；因素；技術(shù)

一、造成鐵質(zhì)文物腐蝕的因素

（一）外部因素

鐵質(zhì)文物非常容易受到外部環(huán)境的影響，大氣環(huán)境中的氣體、溫度、濕度、灰塵等都可能會對鐵質(zhì)文物造成影響。從大氣腐蝕來說，鐵質(zhì)文物與大氣中的氧氣、氯氣、二氧化硫和二氧化碳等氣體接觸，會使鐵質(zhì)文物腐蝕現(xiàn)象發(fā)生的可能性大大增加。因為鐵質(zhì)文物與上述氣體非常容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成腐蝕產(chǎn)物。但是此類腐蝕產(chǎn)物也可以在鐵質(zhì)文物表面形成一定的隔離層，減緩進(jìn)一步的深度腐蝕。但是也有部分鐵質(zhì)文物與大氣接觸后所產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物具有一定的水解性，這種腐蝕產(chǎn)物反而會加速鐵質(zhì)文物的腐蝕，使鐵質(zhì)文物的保護(hù)難度大大增加。

土壤腐蝕作為當(dāng)前鐵質(zhì)文物腐蝕情況中常見的一類，土壤腐蝕通常屬于電化學(xué)腐蝕。因為土壤中含有一定的水分、鹽類和酸類物質(zhì)，因此，土壤與鐵質(zhì)文物接觸后容易發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，使鐵質(zhì)文物發(fā)生腐蝕。

除了大氣腐蝕和土壤腐蝕之外，海水腐蝕也是當(dāng)前鐵質(zhì)文物保護(hù)中常見的棘手現(xiàn)象之一。海水腐蝕就是在海水環(huán)境下鐵質(zhì)文物出現(xiàn)的腐蝕現(xiàn)象，此類鐵質(zhì)文物通常是從海底挖掘出來的，海水中很多的鹽類物質(zhì)與鐵質(zhì)文物容易發(fā)生反應(yīng)，常見的有縫隙腐蝕、局部腐蝕和孔狀腐蝕，很多腐蝕現(xiàn)象都與氯離子有很大的關(guān)系。

（二）內(nèi)部因素

鐵質(zhì)文物本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在一定程度上決定了其耐腐蝕性。鐵質(zhì)文物大多是由鐵元素和石墨構(gòu)成的，石墨本身為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，隨著腐蝕加劇，石墨結(jié)構(gòu)就會使腐蝕產(chǎn)物形成保護(hù)膜，避免腐蝕程度進(jìn)一步加深。鐵質(zhì)文物的結(jié)構(gòu)根據(jù)抗腐蝕能力分為三類：鐵素體、鐵素體+滲碳體、鐵素體+石墨。鐵素體含量越低，抗腐蝕能力相對越差；滲碳體中，鐵碳合金的碳含量相對較大，有較強(qiáng)的抗腐蝕能力；鐵素體+石墨的結(jié)構(gòu)多帶有微孔和腐蝕通道，加之鐵本身的活潑性及鐵器表面不同的金相組織，極易遭受嚴(yán)重的腐蝕。

二、鐵質(zhì)文物的防腐蝕保護(hù)技術(shù)

（一）緩蝕技術(shù)

在鐵質(zhì)文物發(fā)掘過程中，為了避免腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，會對鐵質(zhì)文物進(jìn)行處理，但是要真正避免進(jìn)一步腐蝕，仍然需要采取深度措施。緩蝕技術(shù)就是當(dāng)前鐵質(zhì)文物防腐蝕保護(hù)技術(shù)中非常具有代表性的一種，其主要是利用相應(yīng)的緩蝕劑來防止鐵質(zhì)文物的進(jìn)一步腐蝕。不同的緩蝕劑在鐵質(zhì)文物防腐蝕保護(hù)中所發(fā)揮的作用也存在差異，接下來具體介紹當(dāng)前鐵質(zhì)文物防腐蝕保護(hù)技術(shù)中常用的緩蝕劑。

1.單寧酸復(fù)配緩蝕劑

單寧酸復(fù)配緩蝕劑，主要由單寧酸、硅酸鈉、磷酸二氫鋅，乙醇胺等構(gòu)成。但是每種物質(zhì)復(fù)配都要按照特定的濃度才可使用，該緩蝕劑可以在鐵質(zhì)文物表面形成一層保護(hù)膜，避免鐵質(zhì)文物腐蝕的加重。且不會改變鐵質(zhì)文物本身的色澤，盡可能保留原狀，對于鐵質(zhì)文物的保留傳承具有積極作用。

2.復(fù)合氣相緩蝕劑

古代錢幣是鐵質(zhì)文物的代表類型，復(fù)合氣相緩蝕劑的應(yīng)用可以在很大程度上延緩錢幣的腐蝕，使腐蝕現(xiàn)象得到有效控制。應(yīng)用復(fù)合氣相緩蝕劑之后，錢幣的外觀和色澤不會有太大的改變，該方法是提升鐵質(zhì)文物耐腐蝕性能的重要方法之一。

3.硅酸鹽緩蝕劑

硅酸鹽緩蝕劑也是當(dāng)前緩蝕技術(shù)中常用的一類產(chǎn)品，硅酸鹽緩蝕劑是由聚硅酸鹽構(gòu)成的，在pH7.0～8.5的環(huán)境中，可以達(dá)到最佳的緩蝕效果，是當(dāng)前眾多緩蝕劑中應(yīng)用最為廣泛的。硅酸鹽緩蝕劑原料豐富，造價相對便宜，因而得到廣泛應(yīng)用。

4.有機(jī)緩蝕劑

有機(jī)緩沖劑是在當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和環(huán)境保護(hù)政策基礎(chǔ)上逐步應(yīng)用的新材料，是為了更好地響應(yīng)我國當(dāng)前環(huán)境保護(hù)的號召，減少緩沖劑對環(huán)境的影響。但是當(dāng)前有機(jī)緩蝕劑的研究進(jìn)展相對緩慢，實際使用的有機(jī)緩蝕劑對于環(huán)境還是存在一定的影響，并沒有完全發(fā)掘出環(huán)保價值。但是隨著研究不斷深入，會有越來越多的、對環(huán)境沒有影響的產(chǎn)品被研發(fā)出來，應(yīng)用于鐵質(zhì)文物的保護(hù)，因而有機(jī)緩蝕劑的未來可期。

（二）鐵質(zhì)文物的封護(hù)技術(shù)

封護(hù)技術(shù)在鐵質(zhì)文物保護(hù)中具有非常重要的意義，可以使鐵質(zhì)文物長期保存，也是我國當(dāng)前鐵質(zhì)文物保護(hù)中常用的一種技術(shù)手段。封護(hù)技術(shù)的主要原理是使鐵質(zhì)文物與大氣隔絕，但是封護(hù)之前，要先使用緩蝕劑，封護(hù)后，鐵質(zhì)文物表面的緩蝕劑作用會更加持久，抗腐蝕能力也會進(jìn)一步增強(qiáng)。

在鐵質(zhì)文物的封護(hù)過程中，也要考慮到表面涂層和保護(hù)材料的選擇，只有應(yīng)用合適的涂層和保護(hù)材料，才能達(dá)到比較理想的效果，將鐵質(zhì)文物完整保存。在文物保護(hù)技術(shù)的發(fā)展過程中，封護(hù)材料的應(yīng)用也經(jīng)歷了不同的階段。最初在鐵質(zhì)文物的封護(hù)技術(shù)應(yīng)用過程中，傳統(tǒng)有機(jī)材料應(yīng)用相對較多，如微晶石蠟，因為微晶石蠟除了可以隔絕空氣和水，在一定程度上還可以起到加固作用，使用微晶石蠟之前通常要對鐵質(zhì)文物進(jìn)行干燥處理。選擇蟲膠作為封護(hù)材料時，通常采用乙醇作為溶劑配置成溶液，涂在鐵質(zhì)文物表面，隔離空氣和水，避免腐蝕。隨著封護(hù)材料研究的深入，后期科研人員開始廣泛應(yīng)用合成有機(jī)高分子材料作為封護(hù)材料，如硝基清漆、聚乙烯醇縮丁醛、聚氨酯、丙烯酸樹脂以及聚硅氧烷等。這類材料都屬于合成聚合物，因而在使用過程中要考慮到涂層的強(qiáng)度、耐候性和可逆性。可逆性較差的涂層，后續(xù)去除較困難，容易損壞鐵質(zhì)文物。為了避免此類問題，通常會涂兩層涂層，第一層耐候性較差，相對容易去除，第二層耐候性相對較好，相對難以去除，隔絕效果更好，可以有效抗腐蝕。有機(jī)-無機(jī)雜化材料的應(yīng)用又進(jìn)一步實現(xiàn)了封護(hù)技術(shù)的優(yōu)化，其與金屬表面有很強(qiáng)的結(jié)合力，隔水效果也更好。

（三）機(jī)械除銹

有的表層腐蝕產(chǎn)物會加重鐵質(zhì)文物的腐蝕程度，因而在鐵質(zhì)文物防腐蝕工作中也要進(jìn)行機(jī)械除銹。機(jī)械除銹通常要借助錘子、鑿子和刻刀等工具來清除銹層，而后利用空氣壓縮機(jī)將金剛砂注入表面銹層，達(dá)到除銹的效果。但是如果銹層較深，就很難利用這一技術(shù)，因為這種除銹工藝不夠精細(xì)，容易使鐵質(zhì)文物被破壞。因此，在選擇機(jī)械除銹時，也要考慮鐵質(zhì)文物本身的銹層情況。除銹前后鐵質(zhì)文物的狀態(tài)會有很大的差異。1977年巨野縣紅土山漢墓被發(fā)掘，出土器物1 056件（套），其中鐵器405件（套），有劍、戟、矛、匕、燈、鏃等。由于早期墓葬頂塌方，許多器物殘毀、銹蝕嚴(yán)重。2019年7月，館藏金屬文物保護(hù)修復(fù)方案申報并批復(fù)通過，該館對館藏129件金屬文物進(jìn)行了修復(fù)，其中這件西漢鐵戟發(fā)掘時殘損嚴(yán)重（圖一），通長47 cm，通高25 cm，援殘長23.2 cm，胡殘長23 cm，內(nèi)殘長19.1 cm，柲帽7.1 cm，按照修復(fù)方案對器物進(jìn)行有害菌檢測分析，并制定了具體修復(fù)方案，通過除銹、拼接等技術(shù)修復(fù)，完整復(fù)現(xiàn)了器物原貌（圖二）。

（四）化學(xué)除銹

對鐵質(zhì)文物表面進(jìn)行除銹，除了機(jī)械除銹之外，化學(xué)除銹也是一個不錯的選擇，而且相較于機(jī)械除銹，化學(xué)除銹的應(yīng)用范圍相對較廣，效果也更好。常用的化學(xué)除銹法有氧化銀局部封閉法、離子交換樹脂法、草酸混合溶液法、過氧化氫法等。不同的化學(xué)除銹法所適用的情況也不同，考慮到處理時間、成本等多種因素，要根據(jù)不同情況選擇合適的化學(xué)除銹方法。比如在處理小件文物上的銹斑時，多用離子交換樹脂法，除銹斑效果較好且成本較低。對于氯離子腐蝕，常用草酸混合溶液法，因為草酸是弱酸，可以去除氯離子，但是草酸本身也會對鐵質(zhì)文物產(chǎn)生一定的影響，因而必須加入硫脲作調(diào)節(jié)劑，減輕對鐵質(zhì)文物的影響。對于氯離子腐蝕也可以用過氧化氫法，這種方法應(yīng)用過程相對簡單，時間較短，因而在除銹工作中應(yīng)用也比較廣泛。

四、小結(jié)

鐵質(zhì)文物腐蝕是鐵質(zhì)文物保存中的常見問題，要做好鐵質(zhì)文物的防腐蝕工作，就必須了解鐵質(zhì)文物腐蝕現(xiàn)象的影響因素，才能采取有針對性的措施。本文對鐵質(zhì)文物腐蝕因素進(jìn)行了深入探究，也針對防腐蝕技術(shù)作了探討。有理由相信，將上述鐵質(zhì)文物防腐蝕技術(shù)應(yīng)用在實際的鐵質(zhì)文物保護(hù)工作中，一定可以提升鐵質(zhì)文物保護(hù)工作的質(zhì)量，真正將代表著我國歷史文化的鐵質(zhì)文物傳承和保存下來。防腐蝕技術(shù)仍然有很大的發(fā)展空間，因而在未來的文物保護(hù)工作中也要加大對緩蝕劑和封護(hù)材料的研究，從技術(shù)層面提升鐵質(zhì)文物保護(hù)水平。

作者簡介

祝延峰，1970年12月生，男，漢族，山東巨野人，文博副研究館員，本科，研究方向為文物博物館研究、文物保護(hù)、文物考古、文物利用。

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