徐琢洋（黑龍江省博物館，黑龍江 哈爾濱 150001）

在中國文化的珍貴遺產中，青銅器文物蘊含豐富的歷史和文化內涵，是難得的珍品，其價值不可估量。在這種情況下，青銅器的保護就變得非常重要，然而，由于青銅器的主要成分是銅，很容易受外界潮濕、酸雨等環(huán)境因素的影響。在現代社會發(fā)展過程中，許多青銅文物都會受到不同程度的腐蝕。為了確保這些珍貴文物得到充分的保護，我們必須深入研究并采用恰當的方法對其進行保護。本文旨在探討古代青銅器的陰極保護策略，以期為文物保護提供有益的借鑒和指引。

一、青銅器的物質屬性

青銅器是古代中國一種重要的器物類型，它是由銅和錫的合金構成。銅本身較為柔軟，但通過添加錫這種硬度較高的金屬，可以顯著提高青銅器的硬度和耐磨性，可以讓青銅器在使用過程中不易變形、磨損或斷裂，能夠長時間保持良好的形態(tài)和功能。同時銅也是優(yōu)秀的導熱和導電材料，這使得青銅器能夠快速均勻地傳遞熱量或電流，因此在古代青銅器除了在兵器、樂器等領域有所使用外還適用于古代的烹飪用具上。銅在青銅器中的質量分數一般在80%以上，錫的質量分數則在10%左右。為了增強青銅器的流動性和鑄造性，可能還會在其制作過程中添加微量的鉛元素。除此之外，在某些特定的青銅器中可能會出現一些鐵、金等金屬元素，但這些金屬含量相對較少。這些特殊的構件組合，賦予了青銅器獨特的外觀和特征，也使青銅器成為珍貴的文化遺產。對青銅器的物質屬性進行深入探究，能讓我們更好地維護我們所需要保護的青銅器。

二、青銅器的腐蝕與保護

青銅器受到腐蝕的主要原因是因為銅合金與外界環(huán)境中的氧氣、水分、酸性物質等發(fā)生化學反應而造成的損傷。雖然青銅器具有較好的耐腐蝕性，但長期暴露在惡劣環(huán)境中或未得到充分保護，仍可能遭受腐蝕的影響。銅合金表面與空氣接觸，會形成銅化合物層。這層化合物常見的有深棕色和綠色的銅化合物（CuO）。它們在一定程度上可以保護銅合金內部的金屬不被進一步腐蝕，但如果化合物層被破壞，銅合金就會進一步接觸環(huán)境中的空氣，導致腐蝕加劇。腐蝕產生的銹斑、斑點和水痕會破壞青銅器的光澤及美感，過度腐蝕會導致青銅器上的銘文變得模糊不清，可能還會導致青銅器表面產生凹凸不平的痕跡，并且腐蝕作用會逐漸破壞青銅器的金屬結構，使其變得松散、脆弱甚至破損。特別是在細節(jié)部分和連接處，腐蝕可能導致金屬的腐蝕物聚集，進一步加劇結構的脆弱性。在這種腐蝕情況下如果不及時采取保護和修復措施，青銅器的結構完整性可能會受到嚴重損害，使后人無法欣賞。

為了減少腐蝕對青銅器文物造成的損害，在遵循青銅器文物保護原則的基礎上，我們可以采用以下幾種措施以防止青銅器持續(xù)受到侵害。

（一）除銹

陰極保護法是一種利用金屬還原劑鋅、鋁以及氫氧化鈉電解質溶液對青銅器文物局部表面的腐蝕物進行處理的方法。其核心思想是利用電化學反應來防止和減少金屬的銹蝕。具體來說，將銹蝕物體（即需要除銹的金屬）作為陰極，將一個外部電源連接到銹蝕物體和陽極（一般選用較不容易腐蝕的金屬）上，通過電流的作用，讓陽極上的金屬釋放電子，然后在銹蝕物體上形成一層保護性的電荷，從而減少或防止進一步的銹蝕。這種方法的關鍵在于將銹蝕物體設為陰極。通過電流的傳導，陽極上的金屬將逐漸溶解，并形成一種保護性物質，覆蓋在銹蝕物體的表面，從而減少氧氣和水分對金屬的進一步侵蝕。這就相當于在金屬表面上形成了一層保護膜，防止了銹蝕的發(fā)生。陰極保護法除銹有多種應用場景。例如在海洋工程中，經常使用陰極保護法來保護船舶和海洋設施的金屬部件不受海水的侵蝕；在管道工程中，也可以利用陰極保護法來保護管道內壁不受腐蝕物的影響。

這種方法相比傳統(tǒng)的物理或化學除銹方法有一些優(yōu)勢。陰極保護法不會對銹蝕物體進行機械性的破壞，因此可以延長金屬件的使用壽命；同時，利用電流來形成保護膜，可以將陰極保護法應用于大面積或難以處理的金屬部件上?；瘜W除銹的法常用的分別是倍半碳酸鈉法、過氧化氫法和氧化銀局部封閉法。其中，倍半碳酸鈉法是通過使用碳酸根來替換青銅器表面所含的氯離子。過氧化氫法可以去除青銅器表面氯化物，比較適用于浮于器物表面有害銹的治理。氧化銀局部封閉法主要指借助氧化銀將青銅器文物表面的氯化亞銅封閉起來，減緩腐蝕蔓延的速度。

（二）緩沖劑保護

這一全新的青銅器文物保護方式，汲取了石油化工領域緩沖劑應用的靈感，成為一種極具前瞻性的保護手段。其具體原理是通過緩沖劑與青銅文物之間的化學反應，減慢緩蝕作用發(fā)生的速度，進而實現青銅文物表面防腐防護的目的。由于該保護方法不能徹底地去除或防止青銅器文物表面腐蝕物，在青銅器文物腐蝕治理及維護的實際過程中，我們仍需要結合除銹保護方法，通過物理或者化學除銹后施加緩沖劑保護文物表面，才能取得較為理想的文物保護效果，并為歷史文物的研究工作提供更有利的條件。

三、陰極保護法機制

陰極保護法被廣泛應用于金屬結構、管道、船舶等領域。隨著現代科學技術的發(fā)展，陰極保護技術也實現了進步，在金屬文物上已成為一項重要的防腐措施。主要是利用陰極反應原理，通過施加外部電流或提供陰極材料，使被保護金屬的電位維持在較低水平，從而有效地減少或消除腐蝕反應。針對陰極保護措施，我們通常可以采用犧牲陽極的方式或者使用外加電流的方式。

（一）犧牲陽極的陰極保護法

被腐蝕的青銅器

犧牲陽極保護陰極是一種廣泛采用的方法，在我國古代就有了用金屬箔包裹電極的防腐技術。這種方法是利用電化學作用對金屬表面進行保護。讓一種相對易受腐蝕的金屬（即陽極）與所要保護的金屬（即陰極）進行接觸，以使陽極優(yōu)先發(fā)生腐蝕，從而有效地保護陰極免受腐蝕之害。

陽極具有較低的電位，相對于被保護的金屬而言，更容易發(fā)生氧化和腐蝕反應。因此，當電解質中存在會引起腐蝕的物質，如氧、水等，陽極會先發(fā)生腐蝕，釋放電子和正離子。這些電子流會通過電解質傳遞到被保護金屬（陰極），在陰極上發(fā)生還原反應，阻止或減緩了被保護金屬的腐蝕。通過犧牲陽極保護法，即使被保護金屬表面出現了局部損傷，也可以通過陽極提供的電流使其形成穩(wěn)定的電極電勢，從而有效地保護金屬免受腐蝕。這種保護方式能夠被用于對考古現場發(fā)掘物的保護，也能夠在館藏青銅器上應用。

（二）外加電流的陰極保護法

外加電流的陰極保護法是使被保護的金屬和電源負極之間處于連通狀態(tài)，同時采用惰性電極作為陽極，只要施加足夠電勢就可以使腐蝕得到抑制。

這種方式也可以運用于館藏青銅器的保護，但需考慮一系列條件：（1）被保護的青銅器須保存在連續(xù)的電解質環(huán)境中。（2）青銅器處于電解質環(huán)境下，易發(fā)生極化。（3）為了確保青銅器與陽極及電解質之間的電導性，必須建立一條電導回路。所以，實現陰極保護的關鍵在于確保青銅器表面形成一層連續(xù)存在的電解質，這是當前需要特別關注的問題。

當然，在一些青銅器表面可能已經存在一層連續(xù)電解質，這是因為青銅器長時間暴露在空氣中，與大氣中的CO、HO、SO和HS等物質發(fā)生反應，產生氣相電解質膜。青銅器一旦獲得這層電解質，就能夠挑選適宜的陽極材料和其關聯(lián)，從而構成對青銅器的陰極保護。

四、對青銅器保護的反思

在保護青銅器時，除銹防腐是經常會用到的手段，它可以去除青銅器上的有害銹，延長青銅器的壽命，減緩腐蝕的進程。然而，我們也要在對其保護的過程中進行更深刻的反思，以確保措施的有效性和可持續(xù)性。

第一點，陰極保護法是一種通過電化學反應減少金屬銹蝕的方法，對一些金屬物體的保護效果確實顯著。然而，當涉及文物或古代藝術品，如青銅器時，我們必須慎重考慮是否將陰極保護法應用于其保護中。因為對于文物，我們不僅希望保護它們的表面免受進一步腐蝕，還要維護其歷史、藝術和文化價值。

保護修復后的青銅器

第二點，在對青銅器進行保護的過程中，我們也需要針對保護措施對青銅器日后產生的影響進行分析。例如陰極保護法一般來講雖然能夠為青銅器提供所需要的保護，但是同樣也需要考慮外部電流在對青銅器保護產生積極作用的同時存在的負面影響。未來相關研究人員需要從更為詳盡的層面對其進行研究并展開深入的實驗，同時可通過多種方式認識這些保護措施對青銅器材質、性質上產生的影響，這樣能夠有效地避免所應用的保護措施對于青銅器產生無法逆轉的損害。

五、結束語

本文所研究的陰極保護策略在實際運用過程中可能還會面臨一定的局限性或是銹蝕去除不夠全面等問題。相關技術人員應該在實施這一技術的同時綜合運用多種保護方法和原則，以實現對青銅器的全面、有效和可持續(xù)的保護。隨著科技的不斷發(fā)展，我們有理由相信，未來會出現更加先進和有效的保護方法，為古代青銅器的保護工作提供更多可能性。