基于反相微乳液体系构建铁质文物保护新技术摘要
氯离子是铁质文物保护需要解决的一个重要问题。由于半径小、穿透力和电负性强,氯离子具有加速金属类文物腐蚀特点。由于保存环境改变,导铁质文物出土以后会出现锈蚀层迅速开裂和膨胀,以及金属本体迅速腐蚀的情况。因此,脱盐和缓蚀保护处理常常被看作是铁质文物保护过程中两个重要环节。本论文在巴蜀地区铁质文物腐蚀机制研究基础上,参考国内文献探讨了氯离子在腐蚀过程中作用机制。针对目前常见水溶液体系下的脱氯和缓蚀方法难以避免或者减少这一过程中水对铁质文物侵蚀的问题,提出基于反相微乳液水相“微反应池”的结构特点,减少水溶液在保护过程中对铁质文物锈蚀和本体腐蚀,并通过实验构建了铁质文物脱氯和缓蚀的新方法.本文基于反相微乳液构建了铁质文物脱氯和缓蚀新的方法,并通过模拟实验和具体实践评估了该体系脱氯和缓蚀效果。主要工作如下:(1)利用钨灯丝扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、激光拉曼光谱仪、红外光谱仪和X-射线荧光能谱仪等对绵阳和巫山地区铁器腐蚀产物进行了表征分析,发现锈层分布大致为外层是不稳定的纤铁矿(γ-FeOOH)、四方纤铁矿(β-FeOOH),内层为针铁矿(α-FeOOH)、磁铁矿(Fe3O4)和赤铁矿(Fe2O3)。并揭示出氯离子在铁质文物腐蚀过程中起到了促进作用。(2)以钼酸铵和硝酸银溶液为水相构建了反相微乳液体系。通过实验对比研究传统水洗法、反相微乳液脱氯法和反相微乳液脱氯和缓蚀一步法,结果发现反相微乳液脱氯法的脱氯效果比传统水洗法更好。(3)为了更好认知该体系的缓蚀效率,采用Q 235碳钢标准样品及现代铸铁样品作为模拟试样,选择常用的钼酸钠作为缓蚀剂,并利用硅烷偶联剂(KH-570)进行了试样表面修饰,最后采用反相微乳液缓蚀处理模拟试样。研究结果显示:缓蚀保护膜均一致密,具有憎水性;缓蚀效率最高可达95.4%;缓蚀效率随缓蚀组分钼酸钠浓度的增大而降低。
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