文物随着时间、环境的变迁造成自然消亡，是一个不可抗拒的自然趋势，但可以通过积极的保护修复措施来延缓这一过程。铁质文物作为金属文物的一个重要组成部分，对研究我国冶铁业的发展和探讨铁器在社会生活中的应用有着非常重要的社会及文化意义。

 

    文/郭静

 

    2013年，一个关于全国馆藏文物腐蚀率超50%的数据，引发公众对馆藏文物安全的关注。

 

    据资料显示，上述数据源自国家文物局2002年至2005年开展的“全国馆藏文物腐蚀损失调查”。项目结果显示，50.66% 的馆藏文物存在不同程度的腐蚀损害， 重度以上腐蚀的馆藏文物有230余万件（占16.5%）。

 

    在所有损失的文物中，以金属文物腐蚀为重。据许淳淳、潘路主编的《金属文物保护-全程技术方案》一书介绍，金属文物受到的腐蚀破坏与威胁来自人为和自然两大方面。人为因素包括科学管理和保护措施，自然因素除突发性灾害外，还包括环境腐蚀（土壤、水和大气及污染物腐蚀），造成金属文物锈蚀、穿孔、开裂、变形，甚至全部矿化、通体酥解而散失。因此，现存文物中，绝大多数受到不同程度的腐蚀，有一部分严重腐蚀，有的已经处于濒临损毁状态。我国文物保护面临严峻的困境，因此，必须尽快采取有效措施，抢救濒危金属文物。

 

    北京大学考古文博学院教授胡东波指出，从材料科学上讲，“腐蚀”是指材料受周围环境作用，发生有害的化学变化而失去其固有性能的过程。造成文物腐蚀的原因有很多，其中最主要的是文物所处环境。

 

    年代久远的珍贵文物，由于历史上所处环境和人为因素的长期影响，随着时间的推移，都不同程度地受到过各种自然和人为因素的损害，尤其是考古发现的出土文物，由于埋藏环境的剧烈变化，出土前后文物所处环境中侵蚀性离子、周围微生物、环境湿度、温度等条件的改变，导致一些文物的衰变严重。

 

    铁质文物作为金属文物的一个重要组成部分，对研究我国冶铁业的发展和探讨铁器在社会生活中的应用有着非常重要的社会及文化意义。但由于铁的化学性质活泼，铁器在潮湿的埋藏环境中极易发生腐蚀，因此出土的铁器大多发生程度不一的锈蚀，有的铁器表面与土结成厚厚的很坚硬的矿化锈蚀层，很难辨别铁器的原状； 有的铁器则是表面通体锈蚀，出现穿孔、层状剥离等现象。而铁的的化学性质，铁器的合金结构成分，制造工艺以及腐蚀产物的成分、结构都会对铁器的腐蚀产生影响，需要对这些腐蚀机理进行研究，制定有效的措施才能更好地对铁质文物进行保护。

 

    文物随着时间、环境的变迁造成自然消亡，是一个不可抗拒的自然趋势，但可以通过积极的保护修复措施来延缓这一过程。

 

    为解决文物腐蚀问题，国家文物局采取了多项措施，也已经取得了显著的成果，但是据资料显示，目前，我国各级国有博物馆及相关机构馆藏文物数量众多， 且呈现每年增长趋势，馆藏文物保护任重道远。

 

    金属文物保护案例：

 

    北京延庆铁钟保护

 

    文物名称：铁钟

 

    收藏机构：北京延庆县文物管理所

 

    保护机构：中国文化遗产研究院、中国国家博物馆

 

    保护时间：2008年

 

    保护人员：中国文化遗研究院张治国、沈大娲、李乃胜、马清林等，中国国家博物馆潘路、成小林、马立治、李艳萍等。

 

    延庆东红寺村铁钟最初安置于隆庆州洪寺屯顺严寺，该钟非常有名，有“钟声一响远震赵庄（即今簸萁营）”之说。该钟保存基本完好，裙部有条十余厘米长的细裂缝，钟外币纹饰间和内壁锈蚀厚且疏松（如图）

 

    利用三维激光形态记录手段和技术， 记录并描述铁钟的整体几何信息，获取铁钟整体数值点云模型，保存基本的形态数据，建立全面反映铁钟现状形态的三维数值模型。
 

    利用XXQ-2005型携带式变频充气X射线探伤机，对铁钟进行X探伤分析，了解铁钟铸造和损伤情况，了解裂隙对周围部位的影响，了解铁钟是否存在其他细微裂隙及其分布情况。同时分析其金相组织，对铁钟的锈蚀产物进行XRD 分析，用离子色谱法测定氯离子含量。
 

      
 

北京延庆东红寺铁钟保护前                                                                                            北京延庆东红寺铁钟保护后

 

    铁钟科学保护过程：

 

    1、 除锈

 

    除锈以除去铁钟内外表面黄褐色浮锈、疏松膨胀锈体，除至露出黑褐色或灰色致密锈层为原则。

 

    铁钟外壁除锈：铁钟外部锈层较薄，且大面积覆盖有精美的纹饰和铭文。为避免对这些精美铭文和纹饰造成损伤，需对除锈工具和材料进行筛选和局部试验。钟体内壁除锈：铁钟内部锈蚀情况严重，大面积分布黄褐色锈层，且锈层较厚。选用便携式喷砂机为主要除锈工具。

 

    2、清洗

 

    采用3A溶液（无水乙醇、丙酮、去离子水体积比为1:1:1），在溶液中添加少量硅酸钠为缓蚀剂。将3A溶液喷涂在铁钟表面，使铁钟表面完全湿润，然后用硬毛刷刷洗。洗干净之后，立即用无水乙醇脱水，再用大功率吹风机吹干，避免铁钟表面返锈。

 

    3、缓蚀

 

    采用复配单宁酸缓蚀剂对铁钟进行缓蚀处理，缓蚀方法采用喷涂法。

 

    4、封炉

 

    由于铁钟将在室外保存与展示，室外较为恶劣的环境对表面封炉材料有较高的要求。经模拟试验，氟碳封炉材料耐大气腐蚀实验效果较好。氟碳材料封炉剂以氟碳材料为主剂，加入少量固化剂，两者用量体积比为4:1，按比例配置好氟碳封炉材料并搅拌均匀，熟化一小时，然后在铁钟表面喷涂，一次喷涂结束后，放置六小时，待氟碳涂层材料完全固化后再喷涂一次，完成封炉处理。
 

 

     
 

北京延庆东红寺铁钟内表面保护前                                                                                          北京延庆东红寺铁钟内表面保护后

    对延庆东红寺村铁钟的保护科技示范涵盖了保存现状概述、现状调查、材质与锈蚀分析检测、三维激光扫描形态记录、X光探伤分析、保存环境、保护原则及整个科学保护过程等内容。在整个科学保护过程中，将三维激光扫描和X光探伤分析等技术应用于铁质文物上，将研发的复配单宁酸缓蚀剂、复配硅酸盐缓蚀剂和氟碳封炉材料应用于铁钟的保护上，取得了良好的保护效果，符合文物保护原则。

 

    点评：

 

    室外铁质文物的综合保护问题在国内始终没有真正解决，主要原因在于引起室外铁质文物大气腐蚀的因素较复杂，既有相对湿度、温度、大气成分、降雨等一般因素，还包括其他一些特殊的污染物（例如：硫氧化物、氯化钠、固体尘粒、盐雾、有机物、臭氧等），这些污染物在特定的环境下产生联合作用，可能进一步加速铁质文物的大气腐蚀。

 

    本案例中文物保护工作者首次采用三维激光扫描和X光探伤分析等高新技术应用于室外铁质文物的科学分析与检测，为进一步科学的制定综合保护处理方案奠定基础。对我国室外铁质文物综合保护研究工作的深入开展具有重要的知道意义。是我国室外铁质文物综合保护研究成果的典范。