环境因素
污染物：
金属腐蚀的基本过程是介质中的粒子在金属表面吸附并且和金属原子化合.若反应产物不稳定, 容易挥发或分解, 则金属会不断被腐蚀, 直至溃烂;若反应产物附着在金属表面成膜, 金属原子和介质中的粒子通过扩散层, 不断生成化合物, 直到膜可以阻止这种反应进行, 则金属不再被腐蚀.从青铜器文物的腐蚀形态来看, 主要有全面腐蚀和小孔腐蚀两种。
1.全面腐蚀
全面腐蚀是指整个金属表面均发生腐蚀, 它可以是均匀的也可以是不均匀的, 其腐蚀类型一般属于微电池腐蚀.就青铜器的腐蚀而言, 其最初的腐蚀产物为氧化亚铜 (Cu2O) , 其反应机理为:
Cu→Cu++e 阳极 O2+2H2O+4e→4OH- 阴极
当阴、阳极区域十分接近时, Cu+阳离子与OH-阴离子反应形成氧化亚铜Cu2O (赤铜矿) , 覆盖于器物表面.
2Cu++2OH-→Cu2O+H2O
由于阴、阳离子的扩散, 在氧化亚铜腐蚀产物下, Cu+和电子会穿过氧化层流向外部.在氧化物表面, Cu+可直接形成铜的氧化物 (CuO) , 或间接形成碱式碳酸盐.其反应机理为:
Cu2O→CuO+Cu Cu→Cu2++2e Cu2++CO32-+2OH--2e→Cu(OH)2CO3
有些腐蚀产物层在金属与环境介质之间形成屏障, 降低腐蚀速度, 形成保护膜.这种腐蚀层一般很薄, 有难溶、几乎无多孔性、密度小于原金属、紧贴于金属表面, 以及离子传导性弱等特点.
2.小孔腐蚀
小孔腐蚀是集中在青铜器表面某点向深处发展的腐蚀形式, 带有青铜病的青铜器外表通常都会长出一个腐蚀产物瘤, 上面是堆积的硬质腐蚀产物堆, 蚀孔的表面常覆盖一层暗红色的氧化亚铜, 蚀孔底部则是白色的氯化亚铜.生成粉状锈的反应如下.
(1) 在青铜器表面层的某些薄弱部位, 有时过量的水和氧气会直接进入到氯化亚铜层, 并与其反应生成膨松的碱式氯化铜:
4CuCl+4H2O+O2→CuCl2·3Cu(OH)2+2HCl
(2) Cu与环境中的Cl-发生电化学作用, 直接生成白色的腐蚀产物氯化亚铜;生成的盐酸接触到氧化亚铜层时, 与其反应生成碱式氯化铜;接触到碱式碳酸铜时, 与其反应也生成碱式氯化铜:
Cu+Cl-→CuCl+e 2Cu2O+2HCl+2H2O+O2→CuCl2·3Cu(OH)2 2[CuCO3·Cu(OH)2]+2HCl+2H2O→CuCl·3Cu(OH)2+2CO2+2H2O
因此在铜器上形成了粉状结构锈蚀, 膨松的粉状层更加有利于水分和氧气进入内层, 使锈蚀不断扩展、深入, 直至器物粉化毁坏.青铜铸件的缺陷, 如缩孔、裂纹、小孔洞及表面的不均匀等都有可能为形成点状腐蚀创造条件.一旦锈层或沉积物将阴、阳极之间的电子通道完全封闭, 则这种腐蚀便可在锈蚀或结痂层的掩盖下暂时稳定.
文物本体
组织结构
青铜是一种合金，主要的成分是铜、锡 、铅，同时含有极少量的铁 、镍 、锌 、锰 、硅、砷、磷等。中国青铜时代的青铜器文物，其成分以锡青铜和铅青铜为主。
病害类型
无害锈是青铜器受到水浸土埋及大气侵蚀后, 青铜表面产生变化, 从而形成的保护层, 可以使文物不再继续遭受腐蚀.其化学成分主要包括黑色的氧化铜 (CuO) , 红色的氧化亚铜 (Cu2O) , 绿色或蓝绿色的碱式碳酸铜 (绿铜矿CuCO3·Cu(OH)2, 蓝铜矿2CuCO3·Cu(OH)2) , 有时还混有黑色的硫化铜 (CuS) , 白色的锡氧化物等。
有害锈会使青铜文物酥粉、毁溃、寿命缩短, 严重时会使整个器物粉化, 甚至完全毁坏.此外, 它还能侵害“感染”其他青铜器, 在青铜器自身和青铜器之间相互“传染”.其化学成分主要是氯化亚铜 (CuCl) 和碱式氯化铜[CuCl2·3Cu(OH)2], 碱式氯化铜是青铜病粉状锈的主要成分.有害锈是一种发展迅速、恶性膨胀的铜锈, 是对青铜器破坏起主要作用的铜锈。
管理使用
养护管理
对于青铜器文物的腐蚀研究方法主要有化学法、电化学法、光谱法等.化学法不仅可以用来研究青铜器的腐蚀产物, 还可以揭示青铜类文物的腐蚀过程及机理;电化学法主要通过动电位极化曲线和电化学阻抗来研究锈层对青铜器基体的危害性;光谱法主要有红外光谱法、拉曼光谱法、电子能谱 (EDAX) 等, 通过光谱法可以分析出锈蚀产物的化学组成、形貌和晶态等。
如果青铜器表面的锈蚀产物是有害锈, 则必须进行处理, 其主要处理方法有除锈法和缓蚀剂保护法两种：
一、除锈保护法
要去除青铜器的锈层, 应先准确测出锈蚀产物的成分, 判断是否为有害锈, 并根据青铜器自身的情况和腐蚀的状态来设定处理方案.对青铜器腐蚀产物的技术处理方法, 国内外文物保护科技人员做了多方面的探索和研究。
1.物理除锈法
（1）机械法
使用锤子、刻刀、凿子等工具, 将暴露在青铜器表面的粉状锈和下面掩盖的灰白色氯化亚铜, 细心地剔挖, 扫刷清除.此法虽不能根除有害锈, 但不可缺少.除锈过程中要轻巧、熟练, 不可留有刮痕.
（2）超声波去锈法
超声波能产生单向力和空化作用.当被击物体的尺寸大小接近或等于超声波波长时, 会发生共振现象, 从而产生高压力, 将附在青铜器表面的锈蚀物振掉.
（3）激光去锈法
激光机发射的激光束瞬间产生的能量, 可使青铜器表面温度迅速升高, 从而产生光热效应使锈化物熔离基体.但是这种方法尚不成熟, 不适用于大面积粉状锈的清除.
2.化学除锈法
使用化学试剂配制除锈液, 将带有害锈的铜器与除锈液接触, 使之发生化学反应.其结果是将青铜器有害锈的祸根氯化亚铜完全转化为不含氯离子的稳定产物, 如氧化铜、碱式碳酸铜等.此方法反应平和但费时较长, 同时化学药品的处理还会伤害文物本体, 影响青铜文物的外观。
（1）水洗法
将腐蚀青铜器置于去离子水或蒸馏水中浸洗, 可清除器物表面的污垢, 也可溶解腐蚀层中可溶性的无机盐.用冷热蒸馏水反复清洗数次, 同时检测氯离子, 直到在清洗液中检测不到氯离子为止.用此方法处理青铜器后, 应立即进行干燥, 减少水分对青铜器的危害.
（2）药物法
药物法主要有3种:一是倍半碳酸钠法, 用倍半碳酸钠长时间浸泡, 直到铜器表面变成绿色为止, 以溶液中的碳酸根置换氯离子;二是过氧化氢法, 用过氧化氢作为氧化剂, 将氯化物除去, 处理过程中剩余的过氧化氢只需稍稍加热便可全部分解, 此法适合处理片浮在器物表面的有害锈;三是氧化银局部封闭法, 氧化银在潮湿的条件下遇氯化物, 形成氯化银的棕褐色角银膜, 从而将含有氯化亚铜的病区封闭起来.此法的缺点是外观呈棕褐色, 不适合大面积处理, 且不能根除有害锈.
（3）电化学还原法
此法只能用于对局部腐蚀物的去除, 若青铜器通体用电化还原法处理, 腐蚀层会全部去掉, 这会使青铜器的珍贵历史价值受损.电化还原法常用的金属还原剂是锌和铝, 电解质溶液为氢氧化钠.此法对器物局部花纹、铭文处的除锈处理较为有效.
二、缓蚀剂保护法
随着化工、石油、电力、金属加工等领域中缓蚀剂的迅速发展和广泛应用, 文物保护工作者不断将这些领域中的铜缓蚀剂借鉴应用到青铜文物的保护工作中, 并选择对青铜器腐蚀有抑制作用的缓蚀剂, 以减缓青铜器在介质中或环境中的腐蚀.
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