铁质文物腐蚀产物β-FeOOH的产生及危害

张 然

(中国国家博物馆, 金属文物保护国家文物局重点科研基地(中国国家博物馆),北京 100079)

氯化物是引发铁质文物腐蚀，导致铁质文物不稳定的重要原因之一。确定氯化物的种类和性质，进而选择有效的方法进行控制、脱氯或转化处理，是铁质文物保护过程中的关键。四方纤铁矿(β-FeOOH)的晶体结构中可容纳氯离子，是铁质文物腐蚀产物中最常见的含氯腐蚀产物。1977年，在意大利Pianetto Forli的高卢墓葬出土的铁矛头、铁斧上发现β-FeOOH，这是文献记载的首次在铁质文物上发现β-FeOOH[1]。该铁器上存在“活性腐蚀区域”，在相对湿度较高的环境中该区域能不断产生新鲜的腐蚀产物。比较活性区域和非活性区域的腐蚀产物发现，活性区域含有β-FeOOH，而非活性区域没有，因此β-FeOOH能够促进铁质文物的腐蚀，其晶体具有隧道结构，隧道中含有Cl-，被释放出来对铁质文物造成腐蚀。自此之后，人们开始研究β-FeOOH在铁质文物腐蚀过程中的角色及其处理对策。大多数学者认为β-FeOOH是一种对铁质文物危害极大的腐蚀产物，是活性腐蚀的主要特征之一[1-3]，是铁器出土后迅速损坏的主要原因[4-7]，其生成过程与青铜器上发生的“青铜病”极为类似[8]。学者们称其为铁质文物的“有害锈”[9]、腐蚀的“催化剂”[10]、Cl-的“储蓄器”[5]等。但也有学者对此有不同认识。STÅHL等[11]认为β-FeOOH只是铁质文物在氯化物含量高的环境中的腐蚀特征，是腐蚀的结果而不是原因，其本身不会对铁质文物构成威胁。造成这种分歧的主要原因是不同方法、不同环境中产生的β-FeOOH，Cl-含量差别很大，而Cl-的存在形式也有明显区别。……