镇安寺铁牛腐蚀产物及腐蚀机制研究

镇安寺铁牛全身腐蚀严重,弄清铁牛腐蚀原因及其影响因素,可为铁牛后续修复和保护提供依据。本研究采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和激光共焦拉曼光谱仪等方法分析了铁牛表面腐蚀产物的形貌、组成、结构及其腐蚀原因。结果表明,铁牛腹部为亚共晶白口铸铁,组织中含有多种相及夹杂物使铁牛耐蚀性能降低;铁牛表面腐蚀产物有严重的分层现象,外层和内层腐蚀产物较为致密,主要成分为α-FeOOH和Fe_3O_4;中间层腐蚀产物较为疏松,主要成分为γ-FeOOH和Fe_3O_4;铁牛耳朵、左脚和尾部腐蚀产物主要含有α-FeOOH、γ-FeOOH、Fe_3O_4和α-Fe_2O_3等,且α-FeOOH在锈蚀产物中含量最高;不同部位腐蚀产物组成存在明显差异,耳朵处腐蚀产物α-FeOOH和γ-FeOOH含量比(α/γ值)最小,左脚处最大;分析了铁牛腐蚀影响因素和腐蚀机制。     

镇安寺铁牛表层油漆膜清除及其溶解性能分析

镇安寺铁牛其表面锈蚀严重,如何配制出既不伤害铁牛文物基体,又能快速清除其表层油漆的新型清洗试剂,以达到彻底清洗的目的,本研究采用体积比为1∶1的丙酮、二甲基亚砜混合试剂并利用敷盖法(脱脂棉加保鲜膜)可快速、高效地清除镇安寺铁牛表层油漆。基于铁牛漆膜的溶胀试验照片与傅里叶红外光谱图,可确定漆膜的最佳溶胀试剂;采用扫描电子显微镜、能谱仪可检测该清洗试剂对铁牛基体无任何损伤;利用高聚物的“三维溶度参数”概念可解释丙酮、二甲基亚砜混合试剂对漆膜的溶胀作用以及理论推测其最优溶剂体积比;利用敷盖法,采用吹风机对混合试剂浸泡潮湿起翘的油漆膜进行热吹风,可快速吹掉铁牛表层漆膜,效果良好。     

古代皮革劣化机理的研究

为探究古代皮革的劣化机理,以现代皮革和人工老化皮革作为古代皮革的参考样品,采用热重-傅里叶变换红外光谱(TG-FTIR)、热裂解气相色谱-质谱(Py-GC/MS)联用技术对皮革的热降解过程及其分解产物进行分析。结果表明,古代皮革与现代皮革的热降解过程类似,可分为两个阶段,第一阶段以水的挥发为主,第二阶段以胶原蛋白的热分解为主,主要发生氨基酸的脱水、脱羧、脱氨、脱氢、侧链断裂等化学反应,分解产物有水、二氧化碳、氨气、二酮哌嗪类化合物、异氰酸、氢氰酸、吡咯、甲烷等。此外,古代皮革中胶原蛋白、单宁以及脂类物质相对百分含量较现代皮革大幅降低,表明这些物质的降解或流失导致了古代皮革劣化的发生。TG-FTIR和Py-GC/MS联用技术是研究古代皮革劣化机理的有力手段,可用于量化评估古代皮革劣化程度。