铁器的保护
文物保护-铁器保护7
陨铁。美国人花79年时间，1897年搬到美国，现仍陈列在纽约自然历史博物馆中 人类最早用的铁——陨铁，非人工冶炼
●我国发现的较早的铁质品：河南藁城商代遗 址，铁刃铜钺兵器刃锋利铁援铜戈
●如何判断是冶铁还是陨铁？ 现代科学仪器测量器物中的夹杂物
第三节 铁器的锈蚀机理
为了介绍铁器的锈蚀机理，我们首先让大家了解一下，金属腐蚀的机理
一、金属腐蚀的类型
1.土壤腐蚀铁器未发掘，埋在地下，属～
土壤中有H2O，各种盐，存在电解质。金属本身不同部分可作为微电极。土壤腐蚀中 电化学腐蚀为主。Fe在土壤中锈蚀的反应：
阳极： Fe-2e→Fe2+ 阴极： 1/2O2 + H2O + 2e → 2OH总反应：Fe+1/2O2+H2O→Fe(OH)2 ●若酸性土壤
b.γ—固溶体(奥氏体)，面心立方晶格 对C最大溶解度2%( E点 t=1130或1148℃)
c.δ—固溶体，体心立方晶格，C最大溶解 度0.1%(H点 t=1485℃)
②Fe—C形成化合物
Fe3C(碳化铁或渗碳体)，具有独特的晶形 a. Fe3C硬度大，脆性大(是白口铁硬脆原因，白口铁C主要是Fe3C) b. Fe3C理论含C为6.69 c. Fe3C不够稳定。在特定条件下可分解： Fe3C → Fe + 3C 分解条件：
很软，烧红后可锻打成各种器物，故叫锻，软铁
B.钢：含C 0.02～2%性能较好，可锻可铸 C.生铁(铸铁)：含C 2-6.69%，
较熟铁硬，脆，不适于锻打，只能用范铸
2.中国古代钢铁的种类
●铁：
①块炼铁：最早炼的铁从含C看属熟铁范围。与现代熟铁不同处：现
铁器古董修补、保护详细方法
铁器古董修补、保护详细方法00A、铁素体:是指碳与铁形成共晶组织的共熔体。
碳的含量小于0.05%，即标准的熟铁。
我国古代最早治炼的块炼铁，从碳含量来看属于熟铁，其烧炼温度在800-1000℃之间，没达到烧融温度，不能成为铁水，铁碳合金无法重新排列，而成为海绵状的带气孔的结构，其抗腐蚀的能力较差。
B、铁素体十渗碳体:铁碳共晶组织中碳含量大于0.05%，于小6.67%叫渗碳体。
碳与铁化合还能生成碳化铁(Fe3c)，分布于铁素体中的金相组织里。
普通钢、白口铁便是这种结构。
渗碳体一般分布不均匀。
渗碳体晶体与铁素体之间有严重的扭曲现象，形成微裂间隙，故其抗腐蚀能力差。
我国击代的块炼渗碳钢、铸铁脱碳钢、生铁炒钢、百炼钢及灌钢均属此类结构。
而白口铁，则是此种结构在室温下铸造成器的。
由于冷却速度快，从金相分析可见，合金成为带有微孔的疏松结构，抗蚀能力亦很差。
C、铁素体十石墨体十渗碳体:渗碳体(Fe3c)在高温下，或长时间加热的条件下，会逐渐分解为铁素体与石墨体(石墨是单质碳的一种)，因此，它不同于铁素体十渗碳体的组织结构。
古代的灰口铁由于含硅较高，在上述条件下，硅能促使铁中的碳石墨化，生成小块石墨片。
韧性铸铁就是将白口铁加热、保温、缓慢冷却使碳以团絮状石墨析出。
无论是片状石墨还是团絮状石墨，它们的结构都是层状的，层与层之间的间距是有害分子进入铁器内部的通道，所以，具有这种结构的铁器在抗腐蚀方面亦有缺陷。
由铁器的三种结构，我们可以看出:古代的熟铁、生铁都带有微孔。
白口生铁虽有渗碳体膜，但疏松微孔可使腐蚀物进入铁器内部。
古代的各种钢，由于锻打次数多，微孔较少，且有渗碳体保护，故抗腐较好。
但也不是绝对安全，渗碳体与铁素体之间电极电位不同，就象青铜一样会引起纯化学腐蚀。
总之，影响铁器腐蚀的因素很多，既与冶炼过程中形成铁碳化合物的品种，包括铁器的组成所含的杂质有关，也与铁器的存放环境及表面受污染的程度有关。
各种铁碳合金，它们的结构多带有微孔和腐蚀通道。
钢铁的锈蚀与防护(26张ppt)
我会做
1.在下列环境中，埋在底下的铸铁输气（液）管道被腐蚀的
速度最慢的是（ D）
A.含较多沙粒，潮湿透气的土中 B.沼泽地中 C.河流附近的盐碱地中 D.干燥、有黏性、透气性差的土中 2.芜湖铁画是中国工艺美术百花园中的一朵奇葩，至今已 有三百多年的历史。下列关于铁画的生锈与保护的叙述
不正确的是（ A）
9
一周 后 干燥空气中
全浸在沸水中
食醋浸没
铁钉放在干燥的空气中： 铁钉未生锈 铁钉完全浸没在沸水中： 铁钉未生锈 铁钉浸没一半在水中： 铁钉在空气、水的界面处生锈严重 铁钉浸没一半在食盐水中：浸没在食盐水中的铁钉几乎全部生锈 铁钉沾了醋酸溶液: 铁钉严重锈蚀
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1.铁生锈的主要因素：水和氧。
影响因素：钢铁的纯度、环境的温度、 湿度和酸碱性、盐溶液等。
第三节 钢铁的锈蚀与防护
1
观察下面的图片：
2
3
铁轨的锈蚀
Hale Waihona Puke 锈蚀的轮船钢铁是应用最普 遍且最容易被锈 蚀的金属材料
各种铁制品的锈蚀 4
家庭使用的铁制工具，一段时间不 用就变得锈迹斑斑，而广场矗立的不锈 钢旗杆，几经风霜雪雨却总能保持原有 的本色。为什么呢？
5
为了减少损失，需要探究 钢铁锈蚀的原因、防护的 方法
（2）请你联系实际再提出两条节约金属资源的建
议:＿防＿止＿＿金＿属＿腐＿蚀＿或＿回＿收＿＿利＿用＿废＿旧＿金＿属＿＿； 合＿＿理＿开＿采＿矿＿物＿或＿寻＿＿找＿金＿属＿的＿代＿用＿品＿＿
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作业： 1.教材P.71.挑战自我 2.教材P.75.单元练习，将第4、5、6
题写在作业本上
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6
第三节 钢铁的锈蚀与防护
青铜器、铁器的腐蚀与保护
都 就
,
大 气腐 蚀 则是 电 化学 腐 蚀
气体腐 蚀 是金 属
,
二氧
,
与 干 燥气 体或 非 电 解质作 用 时 的腐 蚀 现 象
二 氧化硫 等气体 以及 尘 埃的污 染
,
而 大 气腐蚀 则是 金 属 在大 气 中或在任 何潮 湿 气体 中所 进 行 的腐蚀 (
,
。
更 加 加快 大气 腐蚀 的速 度 为了 便于 体 会
、
金 属 锡的氧 化物也 有 同样 的 功
,
大致 可 分
另外有 一 些 金 属
它 们 的存在
, ,
形成 的氧 化 物膜 比 较
,
大 气腐 蚀
。
气体腐蚀
。
、
地 下 腐蚀及 生物
,
疏松
不 但不 起保 护 作用
相
性腐 蚀 等
反地 更 加促 进 腐 蚀
、
如铁 的氧 化物 就是 最 典
,
(
1
)
大 气腐蚀
,
就 本质 而 言 大气 腐
。
所以
金 属 文物 的防腐及 保护技
(
2
)
、
气体腐蚀 这 是在金 属文 物表 面
。
便 成 为博物馆 应 用 科 学 中的一项 重 要 内
在 完全 没 有水 的情 况 下产 生的锈 蚀
,
例如金
。
属 与氧气作 用 在其表 面 形成 氧化 物 的薄膜
对某 些 金属而 言
一
、
,
表 面 形成的氧化 物 结晶
, ,
,
们不 难发 现
锌片 逐渐 溶解
,
铜片 上 有气体
浅谈汉代铁器文物的保护修复——以汉代铁环、铁鼻、铁铺首组合器物的修复为例
IDENTIFICATION AND APPRECIATIONTO CULTURAL RELICS 065文物鉴定与鉴赏2019.03（下）谢姗姗（南京大学历史学院，江苏…南京…210023）摘 要：因铁稳定性差，化学性质活泼，铁质文物在金属类文物中最容易遭到腐蚀破坏，且腐蚀产物疏松，不同腐蚀交错反应，对铁质类文物的破坏相当严重。
文章在前人研究的基础上，实际保护修复了一件民间收藏汉代铁环、铁鼻、铁铺首组合的铁质文物。
根据铁器保护修复流程简要分析汉代铁质文物的腐蚀机理，保护修复过程中遵循保护修复真实性、最小干预性、修复材料可逆、修旧如旧原则等文物保护与修复原则，准确把握铁器文物修复的“度”，掌握了一套完善的铁器文物修复技术，由点到面，由一件文物深入剖析铁器类文物的保护修复。
关键词：铁器文物；修复原则；修复过程；修复技术我国是世界上最早发明冶铁技术的国家，铁又分生铁和熟铁等多种，我国发现最早的铁器是商代陨铁制品铁刃铜钺、铁刃铜戈。
春秋战国时期开始有人工炼铁，并用生铁制作农具等，1978年在洛阳水泥制品厂发掘的战国墓葬中出土了生铁制作的铁铲、铁锛等铁农具；战国中晚期，铁的制作广泛，出现了麻口铁，炼钢技术也初现雏形；西汉时期，铸铁技术继续发展，产生了灰口铁，发展至东汉，出现“炒钢”“百炼钢”等冶炼技术；魏晋南北朝时期，“灌钢”工艺问世。
纵观铁的发展史，从铁的冶炼过程中吸取先进工艺，依据铁金属的独特性质加以发展，直至今天已经形成一套健全的冶炼体系，对现代社会铁工艺的发展与经济的进步均起到了巨大的推动作用。
近年来考古文博事业蓬勃发展，诸多铁器文物呈现在大家眼前，经研究发现，汉代以前的铁质文物十分珍贵。
考古发掘出土的大量铁器为研究铁器的发展历程和冶铁技术的进步提供了大量的研究资料，弥补了大量实物资料稀少的情况。
但铁器文物的出土也伴随着不同铁器病害程度不同、修复工程任务艰巨等一系列问题亟待解决，需要灵活改变文物修复的规范程序，制定出相应的保护修复方案，合理有效地保护铁器文物。
铁器文物的保护
去绣: 机械、化学、电化学腐蚀生锈机理：铁质文物的组织结构带有微孔和腐蚀通道，同时铁自身就是比较活泼的金属，由矿石冶炼出来的铁金属本身就处于不稳定的状态，因此铁在环境中易受空气、水、微生物、酸、碱、盐等的作用，存在再矿化的趋势，这种矿化就是我们随处可见的生锈现象—也就是我们常说的金属腐蚀。
如果按腐蚀机理区分，可以将铁与外围介质之间发生的作用分为化学腐蚀、电化学腐蚀、微生物腐蚀等。
常见铁质腐蚀产物：铁质文物腐蚀主要原因：●湿度铁是热的良导体，如果冷热温差过大，水蒸汽会在铁器表面形成一层水膜，并随着疏松的腐蚀产物及毛细管深入铁器内部，导致腐蚀加速。
铁器各种锈蚀产物在一定湿度下也会发生各种化学变化，生成疏松、不稳定的物质，导致锈层加厚，最终可能导致铁体完全矿化。
●氧气●Cl-、SO42-的影响Cl-属于电解质，在铁器表面只要有水存在就会发生电化学反应，并会导致β-FeOOH 的生成：在SO42-影响下则会生成α-FeOOH和γ-FeOOH：●污染气体的影响：如由工业污染带来的SOx、NOx、Cl2、HCl等对铁器的影响●空气中颗粒物质的影响：如固体尘埃的机械磨损，颗粒物中所含酸、碱盐物质在水蒸汽参与下加速铁器腐蚀等●制造工艺及保存环境的影响：锻打铁器由于经反复折打而形成层次，易受到埋藏环境和出土环境中H2O、O2、盐的影响，一般比铸造铁器腐蚀严重机械：◆机械去锈法主要借助刀、钻、凿、锤子、剔针、钢丝刷等金属工具或牙科工具，进行剔、挑、剥、磨、凿等方法去除或剥离表面较厚的锈层◆较硬锈层可用煤油加石蜡调成糊状物涂敷在器物表面上软化锈层后，然后再剔除◆激光清洗技术除锈：利用激光单向性、高纯度、能量高等特点对锈蚀物进行机械清除。
这是近年来中国文物保护方面的的新技术，具有广阔的应用前景。
化学试剂：利用化学试剂与金属表面的不溶性锈发生化学反应而形成可溶性物质而去除◆10%醋酸溶液：CH3COOH既是弱酸又是易挥发性酸，因此清洗铁质文物比较安全◆柠檬酸、草酸：一般浓度控制在5~10%；如果仅需局部去锈时，则用脱脂棉将除锈液涂在锈蚀部位，最后用NaOH或Na2CO3稀溶液中和，并用蒸馏水洗净电化学：◆用锌皮或铝皮包在铁质文物表面，置于10%的NaOH溶液中，并适当加热加速反应，直到无气体逸出为止，用蒸馏水清洗除去残液。
铁器文物保护方法综述
铁器文物保护方法综述作者：卢燕玲来源：《丝绸之路》2011年第16期［摘要］铁器文物由于其性质活泼以及自身的结构缺陷，若在埋藏过程中已严重锈蚀，出土后因保护措施不到位及保存环境等因素的影响，将加速铁器文物的进一步锈蚀，因此铁器文物的保护就显得尤为重要。
本文从铁器文物保护的关键步骤出发，在对铁器文物腐蚀机理、腐蚀的主要产物、分析检测技术进行分析研究的基础上，对目前铁器文物保护方法进行梳理，并对保存环境提出了具体要求，以期对铁器文物的保护工作提供一定的借鉴。
［关键词］铁器文物；文物保护；保护方法［中图分类号］G264 ［文献标识码］A ［文章编号］1005-3115（2011）016-0118-03铁器继青铜器之后出现，它标志着人类社会的生产力又一次飞跃发展。
我国是世界上最早使用铁的国家，早在商代就出现了铁制品，“铁刃铜钺”、“铁援铜戈”便是例证。
中国最早的关于制造铁器的文字记载是《左传》中的晋国铸铁鼎。
在春秋时期，我国已经在农业、手工业生产中广泛使用铁器。
铁器坚硬、锋利、韧性高，它的广泛使用，使生产力得到极大提高，人类的工具制造从而也进入了一个全新的领域。
在历史文物中，铁器占一定的比重，众多的铁器文物为研究古代社会发展提供了可靠的实物资料。
铁器文物大多是铁和碳的合金，其主要成分为铁，铁的性质比较活泼，其机构多带有微孔和腐蚀通道，铁器表面不同的金属组织也会引起电化学腐蚀，因此，铁器文物极易被锈蚀。
很多铁器文物埋于地下年代久远，出土时已经严重腐蚀，甚至千疮百孔。
而且铁器文物出土之后由于环境的改变，其腐蚀不仅没有停止，反而呈现出加速发展的趋势。
埋藏已有数千年的铁器文物，出土不到数年就会面目全非。
因此，铁器文物腐蚀机理与防护技术已成为文物保护领域多年来研究的热点。
一、铁器文物腐蚀因素分析在自然环境中，铁器远比青铜器更难于保存，因为铁比铜活泼，所以保存完好的铁器比青铜器要少得多。
影响铁器腐蚀的因素很多，既与冶炼过程中形成铁碳化合物的品种有关，也与铁器的存放环境及表面受污染的程度有关。
文物保护
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铁器的保护
··················································································································································在常见的金属器物中，铁器最容易被腐蚀，尤其是在稍带潮湿的环境中。
铁器的腐蚀主要是铁和氧气、氯化物、水、硫化物之间发生化学反应。
铁器的去锈方法一般可分为机械去锈法和化学试剂去锈法。
机械去锈一般是用刀、凿、钻等金属工具（现在也有好多工作人员选用牙科工具），进行剃、挑、剐、凿等操作，去除铁器表面较厚的锈层。
化学试剂去锈常用醋酸、磷酸、柠檬酸、草酸等一些弱酸溶液，或者一些弱酸的盐类，比如柠檬酸铵、草酸钠、醋酸钠、EDTA二钠盐等。
氯化物也是铁器锈蚀的活跃因素，要增加铁器的稳定性就必须对其清除。
去除氯化物的方法主要有：一、深洗技术：用蒸馏水浸泡，定期换水，冷热交替加速洗涤。
白天水浴加热，晚上让其冷却。
（注：对于质地松脆的铁器，不宜直接用此方法，应先加固再清洗）。
二、倍半碳酸钠法：将铁器浸泡在适当浓度的倍半碳酸钠溶液中，每周更换一次新鲜溶液，测量溶液中的氯离子浓度，直到基本不含氯离子为止。
由于铁本身的金属活泼性及其结构的不均匀性，在大气中总会有被腐蚀的趋势，因此须进行表面保护处理。
常用磷酸盐、EDTA缓蚀剂、鞣酸等做缓蚀处理，并用石蜡或合成树脂材料做表面封护。
保存环境：铁器适合在干燥的环境中保存，相对湿度最好低于50%。
二氧化硫、硫化氢等有害气体对铁器的腐蚀起加速作用，应尽量消除。
铁器锈蚀的另外一个主要因素是氧气，所以缺氧密封保存是防锈的有利措施。