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干冰清洁、化学清洁、电化学清洁、清除铁质器物表面腐蚀物评估

点击数:7392018-09-07 10:14:17 来源: 重庆干冰_重庆液氮_重庆干冰机-内江吉利干冰

一、前言

考古出土(水)的金属器物以铁器数量较多,台湾考古出土(水)铁质金属器,主要以约于1800 至400 年前之铁器时期出土为多(如十三行文化、鹿寮遗址与旧香兰遗址等等皆有铁器出土), 而历史时期之考古发掘出土(水)铁器, 于清代、日治时期相对较少进行发掘, 所以出土铁器较少,铁的表面为光泽的银灰色,在大气环境下很容易发生腐蚀, 尤其受海水等影响生成氯化物,腐蚀更快发生且更为严重。金属物件之保存处理技术极为多样, 但当这些器物具文化资产价值后,其保存处理均须考量器物的历史文化价值,处理方法亦须依循最小干扰、可逆性工法、 真实性等修复原则,目前出水金属遗物主要处理方法分为去除有害物质(脱氯)及去除表面污渍(去除腐蚀物)两大方式, 操作方式亦有点处理及全面处理等方式, 对文化资产所造成的影响亦不同。铁质文物脱氯处理研究较多的是碱液浸泡技术, 其中氯离子的扩散是控制步骤,氯离子在浓度梯度作用,不断向清洗溶液扩散, 直到器物和溶液中的氯离子浓度达到平衡为止(王武钰、何海平,2008)。

本试验以铁质之金属器物进行表面腐蚀物处理,依最小干扰并符合真实性为处理原则选用清洁方法有喷砂、干冰、 雷射、碱液浸渍和电化学等方式,并在去除有害物质及将表面损失降至最低原则下进行处理。铁质器物表面腐蚀于清洁处 理过程之变化与处理后形貌变化与去除 氯离子效果差异,将可提供典藏机构有类似材质的文物需进行保存与修护之参考。

二、试验材料

(一)试验材料

目前出土(水)的铁质金属器大多为日治时期前的文物,根据赵作勇等人(2009)、张治国等人(2008)、刘鸿亮等人(2008)、杨秋颖等人(2007)、 许淳淳等人(2005)于文献中指出,清代与日治时期所用的铁器大多为铸铁,并以灰口铁及白口铁为大宗。依相关研究(成 小林,2011)灰口铁对海水之腐蚀现象较 明显,因本研究以讨论清洁效益为主, 故采用灰口铁进行试验。因此本试验之 铁质金属选用灰口铸铁为材料,灰口铁 选用符合 CNS2472 片状石墨之铸铁件。

(二)试片成分分析 

本试验所使用灰口铁是购自台湾东 亚铸造股份有限公司,试片尺寸为长 10 公分、宽 10 公分、厚 1 公分。材料出厂资料及试片于表面磨光后以X 射线萤光光谱仪分析结果,分别如表1 基本性质表和表2 X 射线萤光光谱仪检测试材结果; 可知本试片主要成分元素是铁,并含微量碳、矽、磷、硫、锰、铬等元素。

三、试验前处理

(一)表面清洁本试验

使用铸造之灰口铁为砂模铸造,为降低金属因表面不平整和碳黑对后续试验之影响,本试验使用桌上型砂光机(品牌: REXON ,型号:BD46A), 装载# 60 砂布以400m /分速度经由研磨抛光处理去除金属表面碳化物及原有保护蜡,试片研磨后以酒精、丙酮浸渍 溶液,进行干燥作业。

(二)加速腐蚀处理 本试验为使用人工海水进行加速劣 化控制劣化条件,人工海水喷洒后试材 表面即缓慢干燥,盐度即变化。氯化物在出土(水)金属遗物之劣 损机制中占极主要的部份,且其影响最 大。本试验以3% 氯化钠水溶液配合高湿、干燥循环处理,加速试材之腐蚀, 步骤如下: 将试片表面刷涂3% 氯化钠溶液待干燥后,放置于温度20℃- 25℃ 、相对湿度60% - 70% 之环境,并于每日使用压力喷雾罐均匀在试片上喷水一次使其加速劣化并观察灰口铁腐蚀状况。加速劣化 后之试片表面有呈橘红、橘黄与黑褐色, 甚至表面出现水滴状锈渍,表层膨胀龟 裂,以及松散碎屑脱落,腐蚀深度达中 度或严重腐蚀程度。

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