目的粉状锈会严重危害青铜文物,研究青铜文物粉状锈表面性质对建立合理有效的防护方法具有重要的意义。方法通过自组装技术,在染有粉状锈的青铜试片表面制备3-巯基丙基三甲氧基硅烷和正辛基三乙氧基硅烷复合膜。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜和接触角测量仪,对复合膜表面的形貌特征和结构特点进行了表征和分析,利用电化学测试研究试片的耐腐蚀性能。结果红外光谱及扫描电镜显示,在试片的粉状锈表面形成了良好的硅烷复合膜。经自组装后的试片表面具有超疏水性,接触角从86.3°提高到155.2°。水滴与试片表面的接触面中约91.3%是液/气界面,只有较少一部分液体与试片接触。自组装后,试片的耐腐蚀性显著提升,试片的自腐蚀电流密度Jcorr由2.58×10–2 m A/cm2降低到1.081×10–2 m A/cm2,缓蚀效率为95.81%。结论硅烷复合膜可以在试片的粉状锈表面形成一层保护膜,有效地隔绝试片与液体的接触,使其具有超疏水性,同时提高其耐腐蚀性。
目的研究3种带锈青铜及裸青铜文物材料在3种环境模拟液中的腐蚀发展行为。方法采用动电位扫描和SEM-EDS等方法研究试样的腐蚀特征和现象。结果在模拟大气环境介质中,电位在50~160 m V阳极极化范围内,与其他三种青铜材料相比,带CuCl锈青铜的阳极腐蚀电流密度最小;在模拟海水介质中,锈蚀青铜的腐蚀电流密度略大于裸青铜的;在模拟SO_2环境介质中,4种青铜试样的Rp值均大于大气环境介质中的。结论在模拟大气环境介质中,且阳极极化电位接近自腐蚀电位时,CuCl锈对青铜基体具有一定的保护性;在模拟海水环境介质中,带锈青铜的表面锈对基体没有保护作用;在模拟SO_2环境介质中,与在模拟大气环境介质中相比,SO_3^(2-)的引入会抑制青铜的腐蚀。表面形貌和能谱分析结果表明,裸青铜、CuCl锈青铜和混合锈青铜在模拟SO_2环境介质中,有点蚀现象发生,对粉状锈的生成有抑制作用。
以正十二硫醇-十四酸两种混合溶液作为疏水剂,采用直接浸泡法在模拟带锈(混合锈与粉状锈)青铜表面构筑超疏水薄膜,以达到对青铜文物的防腐保护。通过扫描电子显微镜、接触角测量仪对超疏水表面形貌特征及疏水性进行分析,采用傅里叶红外光谱仪对超疏水表面进行成分分析,并采用电化学工作站对其进行耐腐蚀性分析。结果表明,经超疏水处理后,带锈青铜表面形成紧凑的片状结构,其厚度约为0.1μm。接触角分别可达157.32o和151.76o。带混合锈青铜的自腐蚀电流密度由8.5 m A·cm^(-2)降低至0.30 m A·cm^(-2),缓蚀效率达96.54%;带粉状锈青铜的自腐蚀电流密度由5.91 m A·cm^(-2)降低到2.89×10-2m A·cm^(-2),缓蚀效率达99.51%。
