青銅文物以其極高的藝術(shù)價(jià)值與人文價(jià)值成為了人類的共同財(cái)富,它可以為我們研究古代文化和藝術(shù)的發(fā)展提供重要的參考。然而,隨著研究的深入,我們開始注意到大氣中的有機(jī)酸性污染物會(huì)給青銅文物的保存帶來巨大的腐蝕威脅,而且這類腐蝕威脅還常常被人所忽略。除此以外,文物保存環(huán)境中的溫度、濕度等因素的變化還有可能加重有機(jī)酸性污染物對青銅文物帶來的腐蝕影響。因此,研究有機(jī)酸性氣體污染物及其環(huán)境復(fù)合因素對青銅材料的腐蝕行為對青銅文物的儲(chǔ)藏和保護(hù)具有重要的意義。本文主要利用了薄層液膜法結(jié)合電化學(xué)阻抗譜(EIS)和動(dòng)電位極化曲線(Tafel)考察青銅試樣在有機(jī)酸大氣模擬腐蝕液中的電化學(xué)腐蝕行為;利用石英晶體微天平反應(yīng)性監(jiān)測法研究青銅材料在有機(jī)酸及其環(huán)境復(fù)合因素下的腐蝕規(guī)律;利用模擬暴露實(shí)驗(yàn)法結(jié)合掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜儀(EDS)和X射線衍射儀(XRD)對暴露環(huán)境下青銅試樣表面腐蝕產(chǎn)物的形貌和成分進(jìn)行表征與分析。通過對以上各種條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析比較,對青銅材料在有機(jī)酸環(huán)境下的腐蝕行為與機(jī)理進(jìn)行了推斷。研究結(jié)果表明,青銅試樣在含有有機(jī)酸的大氣模擬腐蝕液中的腐蝕反應(yīng)阻力明顯小于不含有機(jī)酸的大氣模擬腐蝕液中的腐蝕反應(yīng)阻力,說明當(dāng)環(huán)境中存在有機(jī)酸時(shí)會(huì)加速青銅腐蝕反應(yīng)的發(fā)生。在薄層液膜厚度為100μm左右時(shí),青銅試樣在有機(jī)酸大氣模擬腐蝕液系統(tǒng)中的腐蝕反應(yīng)速率達(dá)到最快,說明此時(shí)的液膜厚度值為反應(yīng)臨界厚度值。此外,青銅試樣在甲酸環(huán)境中的腐蝕速率明顯大于在乙酸環(huán)境中的腐蝕速率,分析是因?yàn)榧姿岬慕怆x系數(shù)大于乙酸。在有機(jī)酸復(fù)合環(huán)境相對濕度因素實(shí)驗(yàn)中,青銅材料的腐蝕速率隨著相對濕度的增加而加快。不過從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中還可以看到腐蝕過程存在一個(gè)臨界濕度值,即當(dāng)環(huán)境濕度超過臨界濕度值后,腐蝕反應(yīng)會(huì)有一個(gè)突然的加速,分析是因?yàn)榇藭r(shí)在青銅材料表面快速形成了一層電解質(zhì)薄膜,反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楸∫耗は碌碾娀瘜W(xué)腐蝕,在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中這一臨界濕度值為70%左右。在有機(jī)酸復(fù)合環(huán)境溫度因素實(shí)驗(yàn)中,青銅材料的腐蝕速率隨著環(huán)境溫度的增加而加快。但從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中還發(fā)現(xiàn)了隨著溫度的繼續(xù)升高,腐蝕反應(yīng)的加速度也在開始減緩。推測腐蝕反應(yīng)中會(huì)存在一個(gè)轉(zhuǎn)變溫度,當(dāng)環(huán)境溫度超過這個(gè)值后,腐蝕反應(yīng)速率會(huì)開始減緩甚至停止,也說明溫度對腐蝕反應(yīng)可能并不是單純的促進(jìn)作用。通過對青銅試樣在模擬暴露環(huán)境中的腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行分析,可以看到在不同的環(huán)境條件下,青銅試樣表面的腐蝕產(chǎn)物具有不同的形貌與成分。另外,結(jié)果表明,青銅試樣在甲酸環(huán)境下的腐蝕最終產(chǎn)物是氧化亞銅和甲酸銅晶體,在乙酸環(huán)境下腐蝕的最終產(chǎn)物是氧化亞銅和乙酸銅的水合物,其余的中間產(chǎn)物最后都會(huì)隨著時(shí)間的推移而轉(zhuǎn)變成最終產(chǎn)物。
【學(xué)位單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：K876.41;X51
【部分圖文】：

鐘家讓［１２］曾對青銅器表面銹層的橫截面進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)青銅器主體表面的??腐蝕產(chǎn)物分三層結(jié)構(gòu)。第一層的成分主要是灰白色的氯化亞銅，第二層是紅色的??氧化亞銅，到第三層又是綠色或藍(lán)綠色的堿式碳酸銅，如圖１．１所示。??

低的濕度則會(huì)引起文物材料的脆化［１６］。ＬｅｙｇｒａＰ７１就曾利用原位監(jiān)測方法測試了??暴露在不同相對濕度環(huán)境中的銅的腐蝕情況，發(fā)現(xiàn)相對濕度的增加會(huì)加快銅表面??氧化物的結(jié)核速率，提升Ｃｕ２０的生成速率，如圖１．２所示。??６０００?＿＿，ｒ－＾ｒ，???…１０??１?５０００?：?Ｌ／?：Ｈ?５??ｃ?４０００?：?／ｆ?＂芝??Ｃ?；?／?｜??３?３０００?Ｆ?／?，?：?｜??ｓ?２ＣＸＸ）?１?／?＊?ｐ??Ｊ?ｉｒｎ?：?－－??ｓ?；?６０％?ｒｈ?；??ｌ�。В�?ｎｍＩｆｆｉｔｆｒ＊＊＊＊＊＊＾?Ｍｌ?ｊｊ?ｔ?？－?ｊ?．ａ?＜?．１??ｔ?ｔ?ｉ?ｌ?ｔ?ｉ?：?ｉ?ｊ?，｜?Ｍ?ｆ．?，?＊?＾?．？?《Ｉ??ｏａ?ｉ?ｉｏ?）〇〇??Ｔｉｍｅ?／ｈ??圖１．２銅表面Ｃｕ２０的生成量與濕度的關(guān)系??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｇｒｏｗｔｈ?ｏｆ?Ｃｕ２０?ａｎｄ?ｈｕｍｉｄｉｔｙ??光作為能量的表現(xiàn)形式能夠?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)提供能量，所以它對文物材料的保存??同樣具有不可忽視的影響。而且光只能損害它所照射到的物體，大多數(shù)文物又是??不透光的，所以光的影響作用就主要集中在對文物材料表面的損害。另外，光的??影響也是一種漸進(jìn)的化學(xué)過程

圖１．３液膜厚度與腐蝕速率關(guān)系圖??Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｔｈｉｎ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?ａｎｄ?ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ?ｒａｔｅ??的意義及創(chuàng)新點(diǎn)??入土千年，純青如翡翠……銅器墜水千年，則純綠色，而瑩而不瑩”。這是宋代文學(xué)家趙希鵠對青銅器的描述，由此可宋代，人們就對青銅質(zhì)文物有了一定的研究�，F(xiàn)在，由于環(huán)劇，青銅文物的保護(hù)問題也開始受到國內(nèi)外的越來越多的關(guān)獻(xiàn)可以知道，由于有機(jī)酸性氣體污染物對金屬造成的腐蝕已像博物館這樣的室內(nèi)環(huán)境中有機(jī)酸性污染物濃度還比較高，更目前對于有機(jī)酸性污染物對金屬的腐蝕研究，特別是對青銅很少。所以，研究空氣中有機(jī)酸性污染物對青銅文物的腐蝕行對青銅文物的儲(chǔ)藏和保護(hù)就具有十分重要的參考價(jià)值和意義。??文的研究是基于國家自然科學(xué)基金“典型有機(jī)酸性空氣污染物蝕作用規(guī)律及機(jī)理研究”課題的組成部分，研究目的在于對館
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