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相对湿度和固有氯化物对考古熟铁开挖后腐蚀速率的影响
2022-07-30

环境因素

相对湿度

1、由于需要电解质来支持腐蚀以及水分与含氯化物腐蚀产物间的相互作用,RH 是铁器最重要的出土后腐蚀驱动因素。高RH会致使金属表面形成连续的厚水膜,使位于那里的Cl- 溶剂化。由于腐蚀层的微小内部毛细管结构降低了腐蚀阈值湿度,即使是中等 RH 也可能提供支持腐蚀的条件,1.5 nm 的毛细管中,50%RH下水便能凝结而成。

2、虽然在 20% RH 或以下保存提供了一种有效的无腐蚀保存选项,但 20% 和 30% RH 之间的腐蚀速率差异可以忽略不计,并且在40% RH 时仅略有上升。将 RH 控制在 50% 仍然有利于限制风险,因为 60% RH 以上的腐蚀会显着加速,而在 70-80% RH 时,作为其物理完整性来衡量的铁物体的寿命以及它们的遗产价值将非常短。

污染物

β-FeOOH 是不可溶的,有Cl- 保留在其晶体结构中并吸附在其表面上。这种表面吸附的Cl- 在水中具有很高的流动性,会使β-FeOOH 具有吸湿性。吸湿性可使表面吸附的Cl- 流动,使其腐蚀铁的相对湿度降至15%。 FeCl2.2H2O 不会腐蚀铁,但在 20% RH 以上时,它会水合形成 FeCl2.4H2O,其会造成铁的腐蚀,同时在 55% RH 时会发生潮解,提供强电解质。 因此,通常认为有必要将受 Cl-污染的考古铁储存在12% RH以下,以防止其腐蚀。尽管低RH 储存已被证明可以防止腐蚀,但它的建立和维护成本很高。


文物本体

组织结构

在通常持续数千年的埋藏过程中,考古铁器会形成腐蚀产物层,这些层的成分各不相同,但通常被归类为金属芯 (a metal core)、致密腐蚀产物层 (a dense orrosion product layer)以及外层。其中致密腐蚀产物层一般为 α-FeOOH、Fe3O4和γ-Fe2O3,外层一般为氧化铁和掺入土壤颗粒的多孔转化介质。

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The Influence of Relative Humidity and Intrinsic.pdf
发布时间:2022-07-30 3.6 MB