青銅器使用化學緩蝕劑的應用探討及除銹方法

折飛霞

[摘要]青銅器文物具有很高的歷史價值和科學價值。青銅器長年累月埋藏于地下及出土后受到環境影響，很容易受到腐蝕。本文分析了青銅器腐蝕的主要原因，井提出對青銅器進行一系列的青銅器文物保護對化學緩蝕劑的應用和多種除銹方法。

[關鍵詞]青銅器 文物保護 化學緩蝕劑

青銅器文物在出土之前，在地下埋藏了幾千年，會受到各種不同程度的損壞，發掘之后也會受到現在環境的影響。青銅器一旦染上了青銅病，病毒如果大肆地蔓延和發展，就很難得到有效的控制。如果青銅器腐蝕，就會造成青銅器表面的銘文與圖案等十分重要的歷史信息遭到破壞，文物的價值也遭到一定的損害。嚴重時還能使青銅器發生潰爛，以致解體。因此，需要深入研究青銅器遭到腐蝕的原因，并且要對青銅器這種文物進行有效的保護，這是一項亟待解決的問題。

一、青銅器文物的腐蝕

目前，我國國內對青銅器腐蝕研究的方法主要有化學法、光譜法等。化學法不僅能夠研究青銅器中的腐蝕物，還可以揭示青銅器的整個腐蝕過程。電化法屬于化學法的一種，主要是通過極化曲線和化學阻抗對青銅器銹層的基本損害進行一定的研究。青銅器的腐蝕與青銅器器物所處的環境有著直接的關系，如土壤的酸堿程度，溶解鹽類，土壤中的細菌和水分還與大氣中的氧氣和臭氧、一氧化碳等有著密切的關系。近面海域中的鹽霧與工業區產生的大量的有害氣體，與器物本身的基本組成部分密切相關。例如，含錫量高的青銅器物，表層錫能被氧化成氧化錫，形成一層堅硬并且光滑的銹膜，這層膜能全面保護青銅器受到進一步的腐蝕。由于很多青銅器是銅制品與錫、鉛的三元合金體，在每一個微區中具有各種不同的電位，電位組成微電池。青銅器在潮濕的、鹽堿程度比較高的土壤中，很容易產生強烈的化學腐蝕。因此，在不同的時代和地區，由于青銅器的成分的不同，造成青銅器的腐蝕程度和經過腐蝕后的顏色表現出很大的差異（見圖1）。

二、化學緩蝕劑的應用研究

1.緩蝕劑的作用

緩蝕劑作用在青銅器的表面，主要的作用過程是：吸附在青銅器的金屬表面，進而在青銅器表面形成銅離子。在銅離子表面加上緩蝕劑，進一步形成高聚物膜。這層高聚物膜把裸露在外界的銅離子包裹起來，可以防止內部金屬銅制品發生嚴重的腐蝕現象（見圖2）。

2.腐蝕劑分子的構成

一般來說，腐蝕劑分子在與金屬共同作用下，中心成分主要是氮原子和氧原子等雜原子。通過雜原子與碳原子之間的作用，進而影響到青銅器與緩蝕劑之間的相互作用。

3.緩蝕劑分子的構成

在一般情況下，緩蝕劑分子與金屬發生作用之后，中心部分是氮原子與氧原子記憶硫原子等雜原子。雜原子與碳原子發生作用，影響到腐蝕劑與金屬的關系。因此，更要詳細分析緩蝕劑中的雜原子與碳原子，才能研究出緩蝕劑與青銅器之間的作用原理。了解到兩者之間的差異性，才能增加青銅器研究的復雜性。并且通過優化緩蝕劑分子的結構之后發現，這類分子屬于平面型結構。

4.緩蝕劑中的雜原子的電荷密度

緩蝕劑與青銅器發生作用時，由于緩蝕劑中雜原子的密度比較高，就更容易產生靜電荷。然后靜電荷產生的電子才能進入到銅離子的軌道中，就會導致青銅器的腐蝕程度較高。根據緩蝕劑中雜原子的電荷密度，才能更好地確定緩蝕劑的緩蝕能力。因此，緩蝕劑中的雜原子的氮氣和氧氣，密度值有正負之分。如果電荷密度是正值主要指，在該原子與其他的原子相比，含量少的靜電荷。如果電荷的密度是負值，該原子與其他的原子相比，其中靜電荷的含量相對比較多。

三、青銅器的除銹方法

青銅器的全面腐蝕指的是在整個青銅器的表面全部發生腐蝕的過程。這種腐蝕過程可以是均勻腐蝕，也可以是不均勻的腐蝕過程（見圖1、圖3）。青銅器在遇到腐蝕時的除銹方法主要有以下幾種：

1.物理除銹法

物理除銹法是一種表面除銹的技術，這項技術能把器物中的有害銹去除掉，但除銹的工藝很難把握。如果把握不好除銹工藝，就容易造成器物本身的損傷。

2.機械法除銹

通過使用錘子和鑿子等工具，把暴露在青銅器表面的粉狀銹和在青銅器上面掩蓋的灰色的氧化物，細心地進行剔除，掃去表面的雜物。這種方法雖然不能根除有害銹，卻是一種不能缺少的方法。除銹過程要動作熟練、輕巧，不能有任何刮痕現象。

3.超聲波除銹法

超聲波能產生一定的單向力，當被超聲波擊中的物體，物體的尺寸大小無限量地接近超聲波的長度，就會引發共振現象，通過共振產生較高的壓力。這類高壓力能夠把附著在青銅器表面的腐蝕物去除掉。

4.激發除銹法

通過激光機發射出來的激光束，能瞬間產生較高的能量。能量能夠使青銅器表面的溫度迅速升高，產生光熱效應，使銹化物溶解之后遠離物體。這種方法目前還在研究中，還不夠成熟，并不適合在大范圍內徹底清除粉狀銹。

5.化學除銹法

化學除銹法主要是通過使用配置的化學劑來除去青銅器表面的銹跡。把帶有有害銹的青銅器與大面積的化學劑接觸之后，發生一系列的化學反應。這種方法可以清除青銅器表面的有害銹。

6.水洗法

將受到腐蝕的青銅器直接放置在離子水或者是蒸餾水中進行洗滌，可以有效清除青銅器表面的污垢，同時也能溶解青銅器的復式層中溶解的無機鹽。與此同時，再通過冷熱蒸餾水反復清潔青銅器表面數次。用這種方法處理青銅器中的腐蝕，能夠立即進行干燥，有效地減少水分對青銅器造成進一步的危害。

7.藥物法

可以使用倍半碳酸鈉長時間浸泡青銅器，直到青銅器表面呈現出綠色為止。還可以通過氧化氫的方法，把過氧化氫當成一種氧化劑，把青銅器表面上的氧化物去掉。在這個處理過程中只需要把剩余的過氧化氫稍微加熱就可以全部進行分解。這種方法只適合于處理浮在器物表面上的有害銹。

8.電化學還原法

這種方法只是局部去除局部腐蝕物。青銅器通過電還原法進行處理，就能去掉青銅器中的全部腐蝕層。只有去掉了腐蝕層，才能使青銅器具有珍貴的價值。電化還原法常用到的金屬還原劑主要是鋅和鋁，把這類金屬物質點解之后的溶液為氫氧化鈉，這種方法對青銅器的局部花紋和銘文的除銹效果更有效。

9.緩蝕劑保護法

隨著我國化工業的迅速發展，石油行業也在快速發展，緩蝕劑在這些領域中取得了快速的發展，并且廣泛應用在這些領域。文物保護工作者們要把這些領域中的緩蝕劑應用到青銅文物的保護工作當中，并且還要選擇出合理的、對青銅器有一定的保護和抑制作用的緩蝕劑，減少青銅器的腐蝕。

四、結語

對于青銅器來說，環境因素是影響到青銅器文物壽命長短的一個非常重要的因素。不同的環境條件，使用性質不同的緩蝕劑，顯得尤為重要。有關的專業人員如何才能開發出緩蝕效果最好，并且緩蝕性能更加優良的新型緩蝕劑，全面延長青銅文物的壽命，還要完全符合文物的鑒賞要求，具有十分重要的意義。這也是我國文物保護工作者們的一項重要的課題。