打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
【资料】腐蚀青铜器的保护技术

腐蚀青铜器的保护技术

一、干燥保

如果相对湿度在35%以下,即使青铜器带有青铜病的根源­­­­­­­——氯化亚铜的存在也不会表现出来,也是稳定的,不在发展。


二、除锈去污

往往为了保存一些青铜器所特有的美丽外貌,尽量少去绣或不去锈。


1.机械去锈

1)工具法

使用各种毛刷和錾刀,雕刻刀,不锈钢医用手术器械等,由修复技术人员直接在青铜器的锈蚀处做机械操作除去绣垢。有设备条件者在放大镜,体视显微镜下进行更理想。


2)清洗法

即将青铜文物置于装满蒸馏水的容器中进行浸洗,可清除器物表面的泥污,也能溶出可溶性无机盐。以用冷热蒸馏反复清洗数次为宜,直至检测清洗液中无氯离子为止。


3)超声波法

依据超声波振动原理制造的超声波清洗器,超声波洁除机,均适用于青铜文物的除锈垢。


4)喷砂法

利用喷砂机对青铜文物的覆盖层做局部处理,可快速高效地清除绣垢,但操作者要技术熟练,不可将锈层全部打光,可调控不同的喷砂速度,喷砂量和喷砂材料。喷砂材料有石粉、玻璃粉、核桃壳粉,玉米棒粉等。


2.化学试剂去锈

1)传统去锈方法

传统去锈方法是用乌梅或山楂为主要原料,调入其他配料,制成糊状物,粘覆于青铜文物的锈垢处,经一段时间即可除锈去垢。

乌梅或山楂的主要成分是柠檬酸、苹果酸、琥珀酸,山楂的主要成分是酒石酸、柠檬酸、山楂酸,由此可知,传统的去锈手段是有机酸除锈的原始工艺。


2)酒石酸钾钠的碱性溶液

5gNaOH 15g酒石酸钾钠 100ml水。


3)采用HEDTAN-羟乙基乙二胺三乙酸溶液)可溶解红色氧化亚铜成分。


3.局部去锈、还原法

比较方便的方法是用电化学还原法:Zn()粉和NaOH水溶液或Al(铝)粉和NaOH水溶液调成糊状敷于表面,或者调制锌粉、铝粉于局部表面,而后滴上NaOH溶液或硫酸溶液搅拌,以使其还原作用在其局部进行。特别要注意对还原处理后的残迹、残酸、残碱的清洗,清洗液绝不能沾染到其他部位,为此可以采用倒喷水的方法。


4.还原法

由于化学试剂去锈法不能除去氯化亚铜,所以一般在去除表面腐蚀物后,还要用还原法,还原法可以将氯化亚铜还原为铜。

2CuCl2 H2→2Cu 2HCl

在还原过程前必须先行全部除去Cu2O,因为Cu2O也可以被还原。

Cu2O H2→2Cu H2O

新生铜沉积在器物表面,封闭了未被还原的CuCl,不能被还原,而成为后患。


1)电化学还原

利用反应过程中自身产生的氢气,即活泼的,初生态的氢对铜的腐蚀产物还原。

这里的牺牲阳极材料用Al(铝)代替Zn(锌)。因为有的古代铜器的成分中含有Zn。改用Al的目的也是防止Zn沾染铜而影响到,研究者对铜成分的认识。

电解质溶液改用碳酸钠水溶液。这样使反应较采用NaOH缓和得多。

Na2CO3 2H2O→2NaOH H2CO3

H2CO3=CO2 H2O

Al-3e-→Al3

Al3 NaOH H2O→NaAlO2 3H

H e-→[H]

[H] CuCl→Cu HCl

若这里的牺牲阳极材料不用铝,采用锌,而碳酸钠的用量又不足,很可能发生锌(Zn)被镀到青铜器上的危险。

2)电解还原法

这里的还原剂氢是以碳酸水溶液为电解质通过电解从阳极上得到的。被处理的腐蚀青铜器为阴极,不锈钢极为阳极。放入以5%Na2CO3水溶液为电解质的内部的氯化亚铜彻底还原。


5.缓蚀防护

保护腐蚀青铜器的关键是有害锈的防治,其途径:一是将铜的氯化物转化为不含氯离子的稳定物质;二是将铜的氯化物用化学和物理的方法封闭起来,与空气中的O2、水分隔绝,使青铜器处于稳定状态,达到环节腐蚀防止病害扩散的目的。


1)碱浴法

将腐蚀青铜器置于倍半碳酸钠(Na2CO3·NaHCO3·2H2O)溶液中浸泡,溶液浓度为2-5%,溶液PH值在10左右,可使铜的氯化物逐渐转换为稳定的铜的碳酸盐,青铜器的氯离子被置换出来转入浸液中。

浸泡时若加温处理和使用超声波清洗效果更佳。碱液加温到40-60oC为宜。碱液浸泡时间至少三个月,多者达一两年之久仍未能将氯化物全部置换出来。置换后的碱液,用AgNO3法定性检验浸液中氯离子的浓度,若有白色絮状沉淀产生,说明仍有氯化物存在,需继续将青铜器浸入碱液中置换。碱浴后的青铜器用蒸馏水反复清洗,除去碱液,干燥后封护处理。

该法缺点是置换反应时间长,因氯化物不仅在锈层表面,而在器物锈层的深部,故氯离子的置换并不彻底。


机理分析:氯化亚铜与水有两个反应的可能

2CuCl H2O→Cu2O 2HCl

4CuCl 4H2O O2→CuCl2·3Cu(OH)2 2HCl

由于Na2CO3·NaHCO3·2H2O中有大量的OH-存在。

Na2CO3 3H2O→2NaOH 2H2O CO2

NaOH→Na OH-

HCl NaOH→NaCl H2O

容易促使Cu2O·CuCl2·3Cu(OH)2的形成。

同时CuCl·3Cu(OH)2 CO32-→CuCO3·3Cu(OH)2 Cl-这里形成的CuCO3·Cu(OH)2即似孔雀石一类的稳定锈。Na2CO3·NaHCO3·2H2O在这里的作用是保持一个弱碱性的条件,维持反应的进行。


2Ag2O封闭法

对斑点状局部腐蚀的青铜器,可选用Ag2O封闭法。该法于20世纪60年代由organ提出。操作程序为先用机械工具剔除器物表层粉状锈和青铜病的根源,白蜡状的氯化亚铜,直至显露青铜基体为止。再用丙酮擦拭孔洞,干后将由Ag2OCH3CH2OH(乙醇)调成的糊剂,填涂于孔洞处,然后将该器物置于调温调湿箱中,使氧化银和未除净残留的氯化亚铜充分作用,形成氧化银膜,覆盖于氯化亚铜表面将其封闭起来,使青铜器稳定。如此反复操作多次,直至器物在相对湿度为90%的潮湿环境中,仍不出现鲜绿色粉状锈为止。

此法适用于不宜采用碱浴法的青铜器。但腐蚀严重已大面积和出现有害锈者,也不宜用此法。

纯的氧化银与CuCl直接接触发生化学反应:

2CuCl Ag2O→Cu2O 2AgCl


3)苯并三氮唑法

我们从1965年开始用苯并三氮唑来保护腐蚀青铜器(英国Madson1967年首次发表了用BTA作为缓蚀剂保护青铜器的研究结果,后被各国保护科技人员广泛使用),直到今天苯并三氮唑保护法还是保护腐蚀青铜器最简便和最有效的方法之一。

苯并三氮唑是一种奶白色的针状结晶,易溶于醇、丙酮、氯仿等有机溶剂中,在水中溶解度很小。

苯并三氮唑是对铜、银很好的络合剂,可以用于防止金属的变色和腐蚀,由苯并三氮唑形成的络合物不溶于水和大多数有机溶剂,在金属表面形成肉眼所不能见的不溶性的透明的覆盖层。


C6H4N2·NH

在水溶液中:C6H4N2·NH→C6H4N2-N- H

在遇到铜或铜盐时

Cu 1/2 O2 C6H4N2·NH→(C6H4N2·N)2·Cu H2O

有的建议用[(BTA)2·Cu]3·2H2O

      [(BTA)2·Cu]2·CuCl2·2H2O

来表示衍生物薄膜的分子结构。


处理前先用蒸馏水、甲苯、丙酮等溶剂,清除青铜器表面的泥污。然后将器物浸入经配制的缓蚀BTA乙醇溶液中进行整体浸渗。若将BTA乙醇溶液恒温至60oC,效果更佳。对大型青铜器或无容器供浸渗者,可用毛刷蘸取BTA乙醇溶液,直接在器表反复涂刷,可形成络合物保护膜。BTA乙醇溶液的浓度为1%-3%,以稀溶液为宜。

苯并三氮唑有可知的蒸汽压,受热容易升华,有可能逐步从被处理的青铜器表面挥发出去,影响其防腐蚀效果。为了防止它的挥发,可以在其外表面上在涂上一层高分子化学材料作为封护膜,使苯并三氮唑,更长时间地保护腐蚀青铜器。


表面封护剂的配方:

苯并三氮唑  1g

聚乙烯醇缩丁醛 5g

蒸馏水 5g

无水乙醇 95g(95%的乙醇100g)


6.综合保护法

为了有效地保护腐蚀青铜器结合前述方法采用Ag2O苯并三氮唑,表面封护综合保护法。先将腐蚀青铜器用蒸馏水清洗干净,然后对青铜病腐蚀区以Ag2O保护法先经处理抑制腐蚀,再以3%的苯并三氮唑酒精溶液作减压渗透处理,最后以带有苯并三氮唑的聚乙烯醇缩丁醛酒精溶液作表面封护剂的封护表面。


7.渗透加固及表面封护

对脆弱文物,采用高分子化学材料或石蜡进行渗透加固。

1)石蜡的浸透加固和表面保护

将文物放入熔融的微晶石蜡中浸透或在石蜡的石油产品溶液中浸透均可适用。

2)高分子化学材料的浸透加固和表面保护

常用的高分子化学材料有聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、三甲树脂、聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸树脂类、丙烯酸乳液类、各种共聚树脂......

(来源:网络)

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
生坑青铜器的保护
高中化学-铁、铜方面试题的解题方法与技巧
湖南省衡阳八中、永州四中实验班2017届高三(上)第一次联考化学试卷(解析版)
[转载]青铜器入门知识
浅谈青铜器害锈成因与保护实践
青铜器的修复保养
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服