D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1996.s2.018 第18卷增刊 北京科技大学学报 Vol 18 1996年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0ct.1996 模拟文物铸铁的阴极保护 张艳成1)何积铨) 吴荫顺)韩汝玢) 刘永生2)杜水生2) 1)北京科技大学表面科学与腐蚀工程系，北京1000832)山西省考古研究所，太原 摘要在模拟的文物铸铁上，研究已生成较厚锈层的带锈铸铁在3.5%NaC1溶液中阴极保护的 可能性和可行性，并确定最佳保护参数.结果表明，带锈铸铁的阴极保护是可行的；在本体系 中最佳保护电位范围是-900~-1000mV(SCE);当保护电位比一1100mV(SCE)更负时， 保护效率将显著降低， 关键词带锈铸铁、阴极保护，文物保护 某些古代铁器在发掘出土以后，由于环境变异，使得在原来已锈蚀生成很厚锈层的基 础上遭受更加严重的腐蚀，急需保护.为了保存其重要的历史，地理和文化等考古信息，往 往要求对其进行“原地原位原貌”保护，但传统的保护处理方法（除锈、缓蚀性涂层表面封护 处理等)一)对于铸铁文物的埋地部分不是很适用，因为原地原位保护的要求使得恶劣的 保存环境难以明显改善，原貌保护不希望破坏锈层.铁器文物埋地部分的腐蚀主要是电化 学腐蚀过程，而阴极保护则有可能从根本上控制电化学腐蚀过程.由于其表面带有较厚的 砂锈层，阴极保护方法能否直接应用于这种铁器文物的保护呢？所以本文研究模拟文物的 已生成较厚锈层的带锈铸铁在3.5%NaC1溶液中阴极保护的可能性和可行性，并确定最佳保 护参数，为原地原位原貌对铁器文物埋地部分的保护提供指导， 1材料、试样和实验 试验材料为模拟唐代蒲津渡遗址铁器群的组织成分炼制而成的低硅低硫高碳灰口铸铁， 其成分见表1.金相组织与原样基本一致（见图1） 棵铸铁试样是用铸件经车床、磨床加工成尺寸60mm×50mm×5mm的试片，试样 表面平整光滑.带锈铸铁是裸铸铁在含盐湿砂（浸透3.5%NC1溶液的湿砂介质）中埋片 600d已生成较厚锈层的试片. 表1唐蒲津渡遗址文物和实验材料的成分 从湿砂中取出带锈铸铁，除去表 % 面较疏松的锈与砂，并冲洗干净，烘 元素C Si P S Mn Fe 干称重，测量结果记WO):再浸于 铁器文物3.530.061.20.030.4余量 试样4.000150.80.05~0.10.3-0.6余量 3.5%NaCI溶液（模拟土壤溶液）中分别 1996-01-22收稿第一作者男25岁硕上 ·冶金部腐蚀一磨蚀与表面技术开放研充实验室资助第 卷 增刊 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 模拟 文物铸铁 的 阴极保护 ’ 张艳成 ‘ 何积栓 吴 荫顺 ’ 韩汝份 刘 永生 北 京 科 技 大 学 表 面 科 学 与 腐蚀 工 程 系 ， 北 京 山 西 省 考 古 研 究 所 ， 杜水生 “ 太 原 摘 要 在 模 拟 的 文 物 铸 铁 上 ， 研 究 已 生 成 较 厚 锈层 的 带 锈 铸铁 在 溶 液 中阴 极保 护 的 可 能性 和 可 行性 ， 并 确 定 最 佳保护参数 结果 表 明 ， 带锈 铸铁 的 阴极 保 护是 可 行 的 在 本 体系 中最 佳 保 护 电 位 范 围 是 一 一 一 当保 护 电 位 比 一 更 负 时 ， 保护效率将 显 著降低 关键词 带锈 铸铁 ， 阴极 保 护 ， 文 物保护 某 些 古 代 铁 器 在 发 掘 出 土 以 后 ， 由于 环 境 变 异 ， 使得 在 原 来 已 锈 蚀 生成 很厚 锈层 的基 础 上 遭 受 更 加 严 重 的 腐 蚀 ， 急 需 保 护 为 了 保 存 其 重 要 的 历 史 、 地 理 和 文 化 等 考 古 信 息 ， 往 往 要 求 对其 进 行 “ 原地 原位 原貌 ” 保 护 但 传 统 的保 护处理 方 法 除锈 、 缓 蚀性 涂 层 表 面 封 护 处理 等 「’ 一 ’ 对于 铸 铁 文 物 的 埋 地 部 分 不 是 很 适 用 ， 因 为原 地 原 位 保 护 的要 求 使得 恶 劣 的 保 存 环 境 难 以 明 显 改 善 ， 原 貌 保 护 不 希 望 破 坏 锈 层 铁 器 文 物 埋 地 部 分 的腐 蚀 主 要 是 电化 学腐蚀 过 程 ， 而 阴极 保 护 则 有 可 能 从 根 本 上 控 制 电化 学 腐 蚀 过 程 由于 其 表 面 带 有 较 厚 的 砂 锈层 ， 阴极 保 护 方 法 能 否 直 接 应 用 于 这 种 铁 器 文 物 的保 护 呢 所 以 本 文 研 究 模 拟 文 物 的 已 生 成 较厚 锈 层 的带锈 铸铁 在 溶 液 中 阴极 保 护 的 可 能性 和 可 行性 ， 并 确 定 最 佳 保 护参数 ， 为原 地 原位 原 貌 对铁器 文 物 埋 地 部 分 的保 护提 供 指 导 材料 、 试样和 实验 试 验 材料 为模 拟 唐代 蒲 津 渡 遗 址 铁 器 群 的组 织 成 分 炼 制 而 成 的低 硅 低 硫 高碳 灰 口 铸铁 ， 其成 分 见 表 金 相 组 织 与 原样 基 本一 致 见 图 裸 铸 铁 试样 是 用 铸件 经 车 床 、 磨 床 加 工 成 尺 寸 的试 片 ， 试 样 表 面 平 整 光 滑 带 锈 铸 铁 是 裸 铸铁 在 含 盐 湿 砂 浸 透 溶 液 的 湿 砂 介 质 中埋 片 已 生 成 较厚 锈层 的 试片 从湿 砂 中取 出带锈 铸铁 ， 除 去 表 面 较 疏 松 的 锈 与 砂 ， 并 冲 洗 干 净 ， 烘 干 称 重 ， 测 量 结 果 记 叫 再 浸 于 溶 液 模 拟 土壤 溶 液 中分别 表 唐蒲津渡遗址 文 物和 实验材料的成分 元 素 铁 器 文 物 刀 试样 刀 刀 一 一 石 一 一 收 稿 第 一 作 者 男 岁 硕 士 冶金 部腐 蚀一磨蚀 与表 面 技 术 开 放 研 究 实验 室 资助 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1996．s2．018