(新疆兵团军垦博物馆,新疆 石河子 832000)
引言:铁器时代是继青铜时代时代后,我国古代社会进入的又一高速发展时代,随着古代人民的生活生产技术和水平的不断提高,已经能听够从自然矿石中提炼出铁,在考古工作中,也发现了大量的铁质文物,但是铁元素相对于铜等元素更加活泼,易于氧、硫等元素发生化学反应,因此出土的大量铁质文物都已经腐蚀严重,想要在发掘现场对铁质文物进行保存,防止其暴露于空气中再次遭受腐蚀,就必须采用有效的防腐技术。
土壤腐蚀,目前我国出土的绝大部分铁质文物是从土壤中挖掘出来的,由于土壤中富含大量化学元素、有机化合物以及无机化合物,在土壤中相互作用,对铁质文物造成电化学腐蚀,一些地区的土壤呈现弱酸性,对铁质文物造成酸性腐蚀;海水腐蚀,在进行船舶遗骸和海底文物的搜寻过程中,铁质文物所处于钠、碘、钾、镁、硫等元素丰富的海水中,海水自成电解质,对文物造成电化学腐蚀;部分铁质文物暴露在空气中,与空气中的氧气、水蒸气作用,再加上潮湿的环境使得铁质文物产生铁锈。
我国古代在经典的冶铁方式为坩埚炼铁,尽管当时的技术水平较为落后,但仍旧能够制造出优质的铁器,由于技术的原因,古代所烧制的铁器中含有少量其他元素,在其内部发生一系列化学反应,铁器由铁元素与碳元素组成,而碳元素所形成的石墨在电化学反应中恰好作为阴极,使得铁制品出现孔桩腐蚀。
在进行铁质文物防腐的过程中由于需要考虑到铁元素与无机化合物可能发生电化学反应,而有机化化合物与材料与铁元素的反应往往需要复杂的条件,日常生活中很难发生反应,因此常常利用有机材料进行铁质文物的防腐,目前国际中常采用的两种有机涂料:微晶石蜡、Shellac。
例如:对原油进行蒸馏,在对所得产物进行馏分、压榨而产生的微晶石蜡是一种较好的防腐涂料,微晶石蜡主要由正烷烃组成,而正烷烃与水互溶,因此能够在铁质文物的表面形成一层防护膜,隔绝空气与水,尽管微晶石蜡能够有效防护,但是由于造价加高,且涂料的操作难度系数较大,不适用于对大型铁质文物的保养;Shellac又称为紫胶是一种天然的防铁质品腐蚀涂料,其膨胀系数较小并且难溶于油类物质之用,其在常温条件下易溶于酒精之中,并且能够快速干燥,由于其拥有高度的粘着性,将其溶解酒精之后涂刷在铁质文物表面,酒精蒸发后紫胶迅速干燥,形成“防水”、“防潮”、“防锈”的保护膜对铁质文物充分保护。
无机材料防腐也是目前文物保护过程中常用的一种防腐方式,由于铁制品中铁元素的化学性质较为活泼,并且再加以石墨等物质的存在,很容易形成电解池发生电化学反应,而利用无机物材料进行防腐,恰好就是利用这一原理,利用铁元素与无机材料中的化合物发生置换反应,或无机物材料与空气中的元素发生反应形成难以腐蚀的镀层粘附在铁质文物的表面隔绝铁元素与其他元素发生反应,从而达到防腐。
例如:利用单宁酸、硅酸钠、磷酸二氢锌、乙醇按照浓度比为100:200:1:60 进行混合制作成单宁酸复配缓蚀剂,这种缓蚀剂尽管对于铁质文物存在较小的腐蚀性,但是其反应的强度低,并且在反应后在铁制品表面形成一层防腐膜,实现铁质文物与外界的隔绝,单宁酸复配缓蚀剂在缓蚀过程中不会改变体物质文物原有的色彩与形状,是一种性能良好的防腐材料。
高分子有机材料防腐是目前一种较为先进的铁质文物防腐技术,对于高分子有机材料的使用最早可以追溯到16 世纪,高分子有机材料涂层在受到损坏后易于去除,再次重新进行涂刷既可,再加上其表面干燥,吸附能力较强等特点受到广泛应用。
例如:丙烯酸材料是目前使用较为广泛的一种封护材料,能够较好的实现铁质文物与空气的隔绝,由于丙烯酸不吸水的特点,能够保持常温下的干燥,再加上丙烯酸的透明性较高,不会对铁质文物的外观造成影响。
在进行文物现场保护的过程中,由于在考古过程中可能会发现大量的铁质文物,短时间内不能够对所有的文物进行有效的防腐蚀,因此需要建立较为干燥的环境对铁质文物进行暂存。
例如:在铁质文物发掘过程中可以携带由氧化钙类、碳类等化合物所组成的干燥剂,利用保温箱构建简单干燥箱对铁质文物进行暂存。
总结:对铁质文物的腐蚀既包括其自身因素,还包括外界因素,而外界因素对于铁质文物的复习施行最为强烈,因此需要针对不同的环境采用合理的防腐措施,充分分析各种防腐材料的性能与使用环境,强化对于铁质文物的保护。尽管本文论述了部分铁质文物的保护措施,但仍不能阻断其腐蚀,还需要进行更深层次的腐蚀探究,希望本文能够对出土铁质文物的保护有所帮助。