铁器文物脱氯研究与新型缓蚀脱氯清洗液的研制

论文摘要

本论文在传统的铁器文物脱氯方法基础上,比较系统地研究了在浸泡和电化学脱氯过程铁器文物局部腐蚀闭塞区内溶液化学和电化学状态的变化规律,以及铁器文物在常用的碱性溶液中电化学脱氯时电流和电位值对脱氯效果的影响;并研制了一种快速有效的铁器文物缓蚀脱氯清洗液,为脱氯技术在铁器文物上的应用提供了实验依据。 采用模拟闭塞电池方法研究在碱性溶液中模拟铸铁文物局部腐蚀闭塞区内溶液化学和电化学状态的变化规律,实验结果表明:灰口铸铁在3.5%的NaCl溶液中恒电流（1mA/cm2）阳极极化48h后的模拟闭塞电池可以用来模拟海水腐蚀铸铁局部蚀孔或裂隙内的状态,该闭塞电池在2.5%NaOH溶液中进行浸泡、恒电流及恒电位阴极极化脱氯实验时的脱氯效果随着处理时间的延长、恒电流密度的增大以及恒电位值的负移而增大。 通过在常用的碱性溶液中对模拟铸铁文物进行不同电流密度的恒电流和不同恒电位的电化学脱氯试验,确定在碱性溶液中脱氯效果较好的电流和电位值;通过用X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）分析脱氯处理前后试样的表面成分及用扫描电镜（SEM）观察腐蚀产物的表面形貌,探讨了电化学脱氯过程中试样表面腐蚀产物的相、成分及形貌的变化。实验结果表明:恒电流脱氯实验随着电流密度的增加,氯离子迁出率不断增大,本实验条件下,认为电流密度在0.5～0.75mA/cm2之间较为合适;恒电位脱氯实验随着电位值负移,氯离子迁出率增加,认为电位控制在-1.150～-1.175V左右较为合适;带锈试样经过电化学脱氯处理,表面腐蚀产物发生了相的转化,未处

论文目录

• 第一章 文献综述
• 1.1 铁器文物的历史与现状
• 1.1.1 文物保护的意义及铁器文物腐蚀现状
• 1.1.2 影响铁器文物腐蚀的因素
• 1.1.3 铁器文物腐蚀产物的成分及结构
• 1.1.4 铁器文物的腐蚀机理
• 1.1.5 铁器文物的保护方法
• 1.2 铁器文物的脱氯技术
• 1.2.1 铁器文物脱氯的必要性
• 1.2.2 铁器文物的脱氯机理
• 1.2.3 铁器文物脱氯时氯离子检测及清洗标准
• 1.2.4 铁器文物常用的脱氯方法
• 1.3 缓蚀剂在铁器文物保护中的应用
• 1.3.1 脱氯溶液中加入缓蚀剂的意义
• 1.3.2 缓蚀剂的定义及分类
• 1.3.3 缓蚀剂的作用机理
• 1.3.4 缓蚀作用的影响因素
• 1.4 清洗剂在铁器文物保护中的应用
• 1.4.1 表面活性剂的定义、分类及作用原理
• 1.4.2 脱氯溶液中加入清洗剂的意义
• 1.5 本论文的研究内容
• 第二章 模拟闭塞电池法研究铸铁文物的脱氯规律
• 2.1 引言
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验介质
• 2.2.3 实验装置
• 2.2.4 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 模拟铸铁文物局部腐蚀闭塞电池的化学状态
• 2.3.2 浸泡脱氯处理后闭塞区溶液状态的变化
• 2.3.3 恒电流脱氯处理后闭塞区溶液状态的变化
• 2.3.4 恒电位脱氯处理后闭塞区溶液状态的变化
• -的迁出率的对比'>2.3.5 不同脱氯方法Cl^-的迁出率的对比
• 2.4 结论
• 第三章 铁器文物碱性溶液中电化学脱氯的实验室研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 试验材料与试样的制备
• 3.2.2 实验介质
• 3.2.3 脱氯方法
• 3.2.4 表面分析
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 浸泡脱氯试验
• 3.3.2 恒电流脱氯试验
• 3.3.3 恒电位脱氯试验
• 3.3.4 脱氯处理前后的试样成分分析及微观形貌观察
• 3.4 结论
• 第四章 铁器文物缓蚀脱氯清洗液的研制及其脱氯缓蚀性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 实验材料与试样的制备
• 4.2.2 实验溶液
• 4.2.3 脱氯方法
• 4.2.4 缓蚀脱氯清洗液的研制
• 4.2.5 缓蚀脱氯清洗液与传统脱氯溶液的对比实验
• 4.2.6 表面分析
• 4.2.7 表面耐腐蚀性能测试
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 碱性基液的研制
• 4.3.2 缓蚀剂的选择实验
• 4.3.3 阴离子表面活性剂的选择实验
• 4.3.4 非离子表面活性剂和助剂
• 4.3.5 综合实验
• 4.3.6 缓蚀脱氯清洗液与传统脱氯溶液的对比实验
• 4.3.7 浸泡及电化学脱氯随时间的变化
• 4.3.8 表面成分分析
• 4.3.9 耐腐蚀性能测试
• 4.3.10 处理前后试样数码形貌观察
• 4.4 结论
• 第五章 全文总结
• 参考文献
• 致谢
• 发表论文