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出土青铜器除锈是关键

青铜器大多数曾经地下埋藏,因而受到不同程度的腐蚀。作为腐蚀介质土壤的毛细管及孔隙被空气、水和电解液充满。青铜器埋于地下,在空气、水、电解液的作用下,自然形成各种不同色彩的腐蚀覆盖层,有黑色的氧化铜(CuO)、红色的氧化亚铜(Cu2O)、靛蓝色的硫酸铜(CuSO4)、蓝色的硫酸铜(CuSO4·5H2O)、绿色的碱式硫酸铜(CuSO4+3Ca(OH)2)、白色的氯化亚铜矿(CuCl)、白色的氧化锡(SnO2)等不同色彩。绝大多数属腐蚀产物,不仅没有破坏古代艺术作品,反而更增添了青铜器艺术效果。古色的腐蚀层,成为青铜器庄严古朴、年代久远的象征,锈层一般并未改变青铜器物的形态,而且铜锈的性质也较稳定,不致使器物破坏。所以这类腐蚀层应保留。但鉴于大多数出土青铜器基本上都是有土及锈包着,如要露出底色、花纹、图案、铭文,就必须除锈。但除锈又不能损伤铜器本胎,并要保留好的锈色

青铜器的除锈处理方法有三类:即机械法、化学法和电化还原法。三类方法上相互配合使用。

机械方法:分为手工操作和机械操作。手工操作:多用于已暴露在青铜器表面上的粉状锈。可以用各种工具,如不锈钢针、锤子雕刻刀、凿子、錾子、不锈钢手术刀、多功能刻字笔、洁牙机等,直接在器物上操作,细心地将粉状锈剔除。在粉状锈去除后,往往会发现一层很薄的铜,这并不青铜器的铜体,而是氯化铜水解过程中产生的铜。它的下面常掩盖着许多灰白色的氯化亚铜,因此,用钢针刺穿薄层铜质后,发现确系氯化物可将其去除,直至见到铜体为止。机械方法包括:挖剔、削切、刮磨、锯解、扫刷、吹扫、打磨等。机械操作有:喷砂机:可用于清除金属表面上的锈蚀和腐蚀产生,它的去锈原理是利用气压喷射金属微粒,锈会被迅速去除。该方法一是快速,二方便,三去锈面积可大可小,这一点比激光器去锈、超声波去锈有更大优势,四有些洞隙深处的锈也能去除。激光去锈:采用激光对青铜器孔洞状深部病灶中氯化物的去除具有准确、易行的特点。主要利用激励出的巨大光能,瞬时作用在表面锈层上,使表面温度迅速上升,利用激光束同物质相互作用时产生的光热、光化、光压等光学效应。由于锈层结构疏松,对该能量的吸收能力强,因而将锈蚀层迅速烧熔,汽化与本体分离,他能够快速、高效、无污染地清除掉青铜器表面的绿色有害粉状锈,从而达到延长青铜器寿命、有效保护文物的目的。这种方法不适用于大面积有害锈的去除。超声波去锈法:超声波清洗器,是采用超声波微机械振荡波,无论在固相、还是气相介质中均可以波的方式传播。其机理:借空泡作用,而发生高频冲击及振动液体,在超声波的一个周期中的某个时间受到负压,液体在液固界面被引开使那里成为真空,产生空化气泡,在另一时期,又因承受正压而空泡形成至破裂过程,以高频反复进行,对被清洗物品上的污垢进行周期性的强力冲击,而使之脱离物品,而污垢物品表面的空化气泡的剧烈振荡作用,更促使污垢自物品剥离,故超声波能达到极好的清洗效果。也可加入倍半碳酸钠溶液浸泡通过超声波加速反应,在很短的时间内达到长时间的浸泡处理效果。另外,还可以用超声波洁牙机、刻字笔等。

学法用化学试剂配制除锈液,除锈液配方较多。

1、用5%-10%柠檬酸、5%-10%氢氧化铵、碱性酒石酸钾钠,可直接将青铜器置于除锈液中浸泡,也可以用脱脂棉蘸除锈液,再敷于生锈的部位。

2、倍半碳酸钠法:倍半碳酸钠亦称碱浴浸泡法,所用化学剂为碳酸钠和碳酸氢钠,配制成碳酸氢三钠溶液,将含氯化物的青铜器浸入1%或5%的倍半碳酸钠(Na2C03·NaHC03·2H20)溶液中浸泡,浸泡时最好加热,使液温白天保持在40℃左右。晚上自行冷却。溶液中,至该浸液中无氯离子出现为止。然后再将器物用蒸馏水浸泡冲洗,将锈蚀的青铜器放入溶液开始每周换一次,几周后可半个月或更长一点时间换,浸泡至少要三个月,直至氯离子浓度达4PPm以下为止,这是一种沿用很久的方法,缺点是极其费时。这种方法,通过浸泡腐蚀产物与倍半碳酸纳发生作用,而使氯离子进入溶液中,对保存绿色的铜锈有利,当需要保留铭文、花纹和古斑时,用本法比较合适,所以直至目前还被广泛采用。但是从除去氯离子的效率来看,它不是特别好,这是因为青铜器表面腐蚀层受许多因素的影响,是一个由扩散控制的动力学过程。只有多次更换浸泡液,才能使氯离子继续扩散出来。为了提高除锈的效果,需要延长浸泡的时间。如果倍半碳酸钠的浓度采用5%。不但释放出的氯离子多,而且速度也快,但是对铜的消耗也相应增加,故不宜采用过浓的倍半碳酸钠溶液。

3、苯并三氮唑(BTA)法:BTA法系国内外用来保护铜及铜合金常用的很有效的青铜缓蚀剂,用于古青铜器的保护,取得了良好的效果。苯骈三氮唑是白色到奶油色的粉末结晶,能溶于乙醇、苯等有机溶剂中,关于BTA抑制铜腐蚀的机理主要有两种,即吸附理论和成膜理论。吸附理论认为,BTA吸附于铜器表面后,改变了金属与溶液的界面结构,并使阳极反应的活化能显著升高,从而降低了铜本身的反应能力。而成膜理论认为,BTA对铜的保护与Cu20膜的存在有关,能形成Cu(I)—BTA配合物保护膜,也能在Cu0表面上形成Cu(I)—BTA配合物保护膜,这种膜覆盖性能良好;紧贴在金属的外部,把金属表面与腐蚀介质隔开,形或不溶于水及部分有机溶剂的透明覆盖膜,生成膜比较牢固,使金属的溶解或离子化程度大大降低,起到了保护金属的作用。例如BTA与芐胺混合,不仅加快了成膜速度,而且也提高了缓蚀能力。BTA与钼酸盐混合使用,其缓蚀效果加倍。

4、过氧化氢法:用过氧化氢作为氧化剂将氯离子氧化除去,所用的浓度,视锈蚀情况而定,剩余的过氧化氢稍为加热即可全部分解,对器物不会产生任何影响。本法与倍半碳酸钠浸泡法比较:处理的时间短,除去氯离子比较彻底。与局部电蚀法、氧化银封闭法比较,过氧化氢法对面积大小不同的粉状锈,对深浅不同的粉状锈都可清除,使用面宽而且处理比较简便。

5、乙睛法:用50%、5%乙腈、5%乙醇加水至10O%。这种溶液中的乙腈与亚铜离子形成稳定的碱式氯化铜,这种溶液效果较差,不能在短时间内起作用。本法的不足之处在于浸泡时间长了会导致绿色铜锈变黑,而且因乙睛蒸气有中等程度的毒性,浸泡时需要良好的通风环境或密封措施。

6、氧化银保护法:此法适用于斑点状“粉状锈”局部腐蚀的器物。它是利用氧化银与氯化亚铜接触后,在空气中水蒸气的作用下,形成角银膜的办法,封闭氯化亚铜的暴露面,以达到控制青铜器腐蚀的目的。首先用机械方法将产生“粉状锈”的根源一灰白色腊状物的氯化亚铜剔除,直到看见新鲜铜质为止,用丙酮将腐蚀区擦干净,然后用乙醇将氧化银调成糊状填充剔除部分,使未剔净的氯化亚铜与氧化银接触进行反应,形成角银膜而阻止氯离子的作用,使铜器趋于稳定。但此法经填充后的凹坑表面形成棕褐色斑点,还要作随色处理。

7、去离子水法:对于一般青铜器的清洗可采用40℃一60℃的去离子水或蒸馏水反复多次漂洗腐蚀的青铜器,可以洗去氯离子而不会改变青铜器的绿锈。

8、柠檬酸和硫脲混合溶液法:5%柠檬酸、1%硫脲的水溶液(PH=O.95)清除局部有害锈,然后用l%NaHco3水溶液中和残留试剂。本法对大件青铜文物,特别是需要揭示表面铭文和花纹图案时,可显出很好的效果。

9、碱性连二亚硫酸钠法:将器物用5%连二亚硫酸钠水溶液浸泡24小时,再运用碱性连二亚硫酸钠溶液去除硫酸根。在运用碱性连二硫酸钠溶液去除氯化物时,应注意控制溶液的PH值于13以下。用此法处理后,还要在蒸馏水中清洗48小时,以除去残留的腐蚀性溶液。连二亚硫酸钠具有强烈的刺激性恶臭气味,处理必须在密闭容器中进行。唐县圣灵工艺品厂坐落于河北保定的唐县田家庄,我们有优越的地理位置,离107国道10公里,离京石高速15公里,离北京200公里,离石家庄100公里,离石家庄机场80公里,离天津海港260公里,交通及其便利。

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