磷化-封護(hù)法對(duì)模擬鐵質(zhì)文物的保護(hù)研究.pdf

1、鐵器在我國(guó)封建社會(huì)中扮演了重要角色，它推動(dòng)了古代生產(chǎn)力和軍事實(shí)力的發(fā)展。鐵質(zhì)文物，作為時(shí)代遺留的文化遺產(chǎn)，自然有著不可替代的歷史價(jià)值。然而，現(xiàn)存和出土的鐵器正面臨著嚴(yán)重的腐蝕問題。因此開展鐵質(zhì)文物保護(hù)工作具有十分重要的意義。
　　金屬的涂裝、冷加工及單獨(dú)防護(hù)都需要進(jìn)行磷化處理。在涂裝前磷化上一層磷化膜可大大增強(qiáng)基體與涂層的結(jié)合力，提高耐蝕性。它作為金屬防護(hù)的重要措施，有著廣泛的應(yīng)用。在金屬文物保護(hù)方面有著較大的應(yīng)用潛力。本文的主要

2、內(nèi)容是鐵質(zhì)文物保護(hù)用磷化液的研究和對(duì)磷化處理、磷化-封護(hù)后模擬鐵試樣的耐蝕性能進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)試。
　　本文采用動(dòng)電位極化曲線法、觀察法研究了環(huán)境因素如Cl?、SO2、PH和溫度等環(huán)境因素對(duì)鐵試片腐蝕的影響。通過化學(xué)合成鐵器表面常見的腐蝕產(chǎn)物β-FeOOH，γ-FeOOH和δ-FeOOH，將它們和試驗(yàn)試劑Fe3O4、Fe2O3都采用制備的粉末微電極研究其對(duì)鐵器腐蝕的催化活性。研究表明：β-FeOOH和δ-FeOOH對(duì)氧還原反應(yīng)的催化活

3、性較高。在對(duì)鐵器保護(hù)的過程中，將不穩(wěn)定銹層轉(zhuǎn)化為Fe3O4、Fe2O3、α-FeOOH等較為穩(wěn)定的銹層是今后努力的目標(biāo)。
　　鋅系磷化液的主要成分是Zn(NO3)2和 Zn(H2PO4)2，是鐵質(zhì)文物保護(hù)的一種重要方法。鋅系磷化膜外觀顏色呈鐵灰色，與鐵顏色相近，在機(jī)械加工中不影響零件尺寸。本文通過選取一種磷化液配方，在工業(yè)鐵皮表面磷化成膜。采用電化學(xué)方法，通過開路電位-時(shí)間曲線，原位跟蹤了磷化成膜過程；用X射線衍射（XRD）對(duì)磷化

4、過程不同階段的成分進(jìn)行了測(cè)試、分析；通過動(dòng)電位極化曲線，硫酸銅點(diǎn)滴試驗(yàn)和掃描電鏡（SEM）等研究了溫度的對(duì)磷化成膜的影響；討論了磷化成膜的電化學(xué)機(jī)理。研究表明：開路電位-時(shí)間曲線中的反應(yīng)斜率、成膜時(shí)間等是研究磷化成膜過程的重要特征參數(shù)；溫度對(duì)低常溫磷化成膜過程和膜層的耐蝕性能有顯著影響，推薦鐵基體低常溫磷化以35~45℃為佳。
　　在此研究基礎(chǔ)上，以磷化膜為底層結(jié)合PVB-BTA形成雙膜層。采用NaCl溶液浸泡、中性鹽霧加速腐蝕試

5、驗(yàn)與動(dòng)電位極化腐蝕電流測(cè)試相結(jié)合的方法對(duì)低碳鋼空白試樣、封護(hù)試樣、磷化試樣和磷化-封護(hù)試樣進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)觀察和定量、半定量測(cè)試。結(jié)果表明：磷化-封護(hù)結(jié)合使試樣耐氯化鈉浸泡時(shí)間達(dá)36d，可將腐蝕抑制率提高至99.97％，耐鹽霧加速腐蝕試驗(yàn)長(zhǎng)達(dá)100h且試驗(yàn)后腐蝕電流密度為1.502×10-6 A·cm-2，低于僅磷化試樣數(shù)倍，顯示出較好的保護(hù)效果，表現(xiàn)出良好的工藝協(xié)同效應(yīng)。
　　防腐蝕領(lǐng)域?yàn)榱朔乐垢g，通常用化學(xué)方法將不穩(wěn)定銹層