(新疆兵團(tuán)軍墾博物館,新疆 石河子 832000)
引言:鐵器時代是繼青銅時代時代后,我國古代社會進(jìn)入的又一高速發(fā)展時代,隨著古代人民的生活生產(chǎn)技術(shù)和水平的不斷提高,已經(jīng)能聽夠從自然礦石中提煉出鐵,在考古工作中,也發(fā)現(xiàn)了大量的鐵質(zhì)文物,但是鐵元素相對于銅等元素更加活潑,易于氧、硫等元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng),因此出土的大量鐵質(zhì)文物都已經(jīng)腐蝕嚴(yán)重,想要在發(fā)掘現(xiàn)場對鐵質(zhì)文物進(jìn)行保存,防止其暴露于空氣中再次遭受腐蝕,就必須采用有效的防腐技術(shù)。
土壤腐蝕,目前我國出土的絕大部分鐵質(zhì)文物是從土壤中挖掘出來的,由于土壤中富含大量化學(xué)元素、有機(jī)化合物以及無機(jī)化合物,在土壤中相互作用,對鐵質(zhì)文物造成電化學(xué)腐蝕,一些地區(qū)的土壤呈現(xiàn)弱酸性,對鐵質(zhì)文物造成酸性腐蝕;海水腐蝕,在進(jìn)行船舶遺骸和海底文物的搜尋過程中,鐵質(zhì)文物所處于鈉、碘、鉀、鎂、硫等元素豐富的海水中,海水自成電解質(zhì),對文物造成電化學(xué)腐蝕;部分鐵質(zhì)文物暴露在空氣中,與空氣中的氧氣、水蒸氣作用,再加上潮濕的環(huán)境使得鐵質(zhì)文物產(chǎn)生鐵銹。
我國古代在經(jīng)典的冶鐵方式為坩堝煉鐵,盡管當(dāng)時的技術(shù)水平較為落后,但仍舊能夠制造出優(yōu)質(zhì)的鐵器,由于技術(shù)的原因,古代所燒制的鐵器中含有少量其他元素,在其內(nèi)部發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng),鐵器由鐵元素與碳元素組成,而碳元素所形成的石墨在電化學(xué)反應(yīng)中恰好作為陰極,使得鐵制品出現(xiàn)孔樁腐蝕。
在進(jìn)行鐵質(zhì)文物防腐的過程中由于需要考慮到鐵元素與無機(jī)化合物可能發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),而有機(jī)化化合物與材料與鐵元素的反應(yīng)往往需要復(fù)雜的條件,日常生活中很難發(fā)生反應(yīng),因此常常利用有機(jī)材料進(jìn)行鐵質(zhì)文物的防腐,目前國際中常采用的兩種有機(jī)涂料:微晶石蠟、Shellac。
例如:對原油進(jìn)行蒸餾,在對所得產(chǎn)物進(jìn)行餾分、壓榨而產(chǎn)生的微晶石蠟是一種較好的防腐涂料,微晶石蠟主要由正烷烴組成,而正烷烴與水互溶,因此能夠在鐵質(zhì)文物的表面形成一層防護(hù)膜,隔絕空氣與水,盡管微晶石蠟?zāi)軌蛴行Х雷o(hù),但是由于造價加高,且涂料的操作難度系數(shù)較大,不適用于對大型鐵質(zhì)文物的保養(yǎng);Shellac又稱為紫膠是一種天然的防鐵質(zhì)品腐蝕涂料,其膨脹系數(shù)較小并且難溶于油類物質(zhì)之用,其在常溫條件下易溶于酒精之中,并且能夠快速干燥,由于其擁有高度的粘著性,將其溶解酒精之后涂刷在鐵質(zhì)文物表面,酒精蒸發(fā)后紫膠迅速干燥,形成“防水”、“防潮”、“防銹”的保護(hù)膜對鐵質(zhì)文物充分保護(hù)。
無機(jī)材料防腐也是目前文物保護(hù)過程中常用的一種防腐方式,由于鐵制品中鐵元素的化學(xué)性質(zhì)較為活潑,并且再加以石墨等物質(zhì)的存在,很容易形成電解池發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),而利用無機(jī)物材料進(jìn)行防腐,恰好就是利用這一原理,利用鐵元素與無機(jī)材料中的化合物發(fā)生置換反應(yīng),或無機(jī)物材料與空氣中的元素發(fā)生反應(yīng)形成難以腐蝕的鍍層粘附在鐵質(zhì)文物的表面隔絕鐵元素與其他元素發(fā)生反應(yīng),從而達(dá)到防腐。
例如:利用單寧酸、硅酸鈉、磷酸二氫鋅、乙醇按照濃度比為100:200:1:60 進(jìn)行混合制作成單寧酸復(fù)配緩蝕劑,這種緩蝕劑盡管對于鐵質(zhì)文物存在較小的腐蝕性,但是其反應(yīng)的強(qiáng)度低,并且在反應(yīng)后在鐵制品表面形成一層防腐膜,實現(xiàn)鐵質(zhì)文物與外界的隔絕,單寧酸復(fù)配緩蝕劑在緩蝕過程中不會改變體物質(zhì)文物原有的色彩與形狀,是一種性能良好的防腐材料。
高分子有機(jī)材料防腐是目前一種較為先進(jìn)的鐵質(zhì)文物防腐技術(shù),對于高分子有機(jī)材料的使用最早可以追溯到16 世紀(jì),高分子有機(jī)材料涂層在受到損壞后易于去除,再次重新進(jìn)行涂刷既可,再加上其表面干燥,吸附能力較強(qiáng)等特點受到廣泛應(yīng)用。
例如:丙烯酸材料是目前使用較為廣泛的一種封護(hù)材料,能夠較好的實現(xiàn)鐵質(zhì)文物與空氣的隔絕,由于丙烯酸不吸水的特點,能夠保持常溫下的干燥,再加上丙烯酸的透明性較高,不會對鐵質(zhì)文物的外觀造成影響。
在進(jìn)行文物現(xiàn)場保護(hù)的過程中,由于在考古過程中可能會發(fā)現(xiàn)大量的鐵質(zhì)文物,短時間內(nèi)不能夠?qū)λ械奈奈镞M(jìn)行有效的防腐蝕,因此需要建立較為干燥的環(huán)境對鐵質(zhì)文物進(jìn)行暫存。
例如:在鐵質(zhì)文物發(fā)掘過程中可以攜帶由氧化鈣類、碳類等化合物所組成的干燥劑,利用保溫箱構(gòu)建簡單干燥箱對鐵質(zhì)文物進(jìn)行暫存。
總結(jié):對鐵質(zhì)文物的腐蝕既包括其自身因素,還包括外界因素,而外界因素對于鐵質(zhì)文物的復(fù)習(xí)施行最為強(qiáng)烈,因此需要針對不同的環(huán)境采用合理的防腐措施,充分分析各種防腐材料的性能與使用環(huán)境,強(qiáng)化對于鐵質(zhì)文物的保護(hù)。盡管本文論述了部分鐵質(zhì)文物的保護(hù)措施,但仍不能阻斷其腐蝕,還需要進(jìn)行更深層次的腐蝕探究,希望本文能夠?qū)Τ鐾凌F質(zhì)文物的保護(hù)有所幫助。