如何保存铁质文物

铁制品的腐蚀与防腐。铁器文物脱氯技术的目的和意义研究
文物的腐蚀是一个复杂的电化学过程，其腐蚀形式主要是构件的选择性局部腐蚀。氯离子是铁局部腐蚀的重要因素之一。从海底打捞上来或从潮湿土壤环境中出土的铁文物，以及在沿海地区采集的铁文物，不仅其外表面残留有大量的氯化物，其内部也含有大量的氯离子。由于氯离子半径小，其渗透性和电负性很强，能破坏或取代金属氧化物，形成可溶性盐类，使文物表面不能形成致密的保护膜，从而使局部腐蚀继续。在短时间内，铸铁中的腐蚀产物迅速膨胀并造成永久性损伤。而且其形成的疏松腐蚀产物具有一定的储水作用，在一定湿度的酸性或碱性环境中，铁的腐蚀会循环不断。因此，如果出土或打捞上来的铁器没有及时脱氯或保存环境不好，即使是现代铁器，如上海出土的清代铁炮，也已经生锈，特别是现代工业和旅游业带来的污染，使铁器文物受到更严重的侵蚀[1]。这些无价之宝正遭受着不同程度的破坏和损害，铁器文物正面临着严重的侵权和腐蚀危机[2]。文物具有不可再生性，这使得文物保护的研究既重要又艰巨，因此铁文物脱氯技术的研究意义重大。
2铁文物的脱氯机理
在各种脱氯方法中，从铁制品中清除氯离子的一般反应式可象征性地表示为：
Fe(OH)Cl(固体)X-(洗涤水) Fe(OH)X(固体)Cl-(洗涤水)
X-通常是OH-、HCO3-或CO3-2。X-扩散到腐蚀产物层中释放出Cl-，然后Cl-从腐蚀产物层扩散到清洗液中。不同脱氯方法的试验表明[3]:氯离子的去除速率几乎完全由氯离子通过腐蚀产物层的速率决定。在用溶液清洗的方法中，器具中氯离子的扩散速率遵循扩散原理。在清洗初期，氯离子的扩散遵循以下公式：Q (Dt)1/2。
q为需去除的氯量，T为处理时间，D为氯离子在腐蚀产物中的扩散系数。
在后续的清理阶段就变成了：Q [1 k1exp(-k2 Dt/d2)
其中k1和k2是常数，取决于物体的形状，d是腐蚀产物层的厚度。
从以上两个公式可以看出，这些公式中只有一个因子可以改变，即氯离子在腐蚀产物中的扩散系数D，D很大程度上取决于腐蚀产物的孔隙率。孔隙率越大，氯离子扩散速度越快，因此增加腐蚀产物的孔隙率可以提高处理效果，缩短处理时间。另一个需要注意的因素是腐蚀层的厚度d，但是不能改变。
腐蚀产物的孔隙率可以通过将铁的基质化合物还原成更致密的形式来增加，如碱性硫化物还原[4-6]、电解[6-8]和氢气高温还原[6]。另一种提高氯离子扩散速率的方法是增加溶液中离子的迁移率，可通过将器皿置于热溶液中或冷热状态交替浸泡器皿来实现，如煮沸法[6]和蒸气浴法[6]。
3国内外铁质文物脱氯技术现状
目前，文物保护领域中铁文物的脱氯方法可分为溶液浸泡脱氯、电脱氯和热处理脱氯三大类。(编辑：罗聪)