北京市自然科学基金 基于双向电迁移的古代青铜器保护新技术 项目简介

青铜器是我国最具代表性的馆藏文物门类之一,青铜器的脱盐与缓蚀是保护过程的关键环节。当前常用的脱盐和缓蚀方法,存在时间长、效率低和脱盐/缓蚀不彻底等问题,提升脱盐效果与效率成为研究中的关键所在。

本项目拟通过系统研究,阐明青铜器稳定化处理双向电迁移体系中电解质溶液理化性质、缓蚀剂种类和外加电场参数等因素对氯离子和缓蚀剂阳离子迁移过程的影响规律;筛选适合的双向电迁移体系,揭示同时实现脆弱青铜器高效脱氯和基体缓蚀的稳定化处理关键技术参数范围。主要研究内容包括:

研究电解质溶液理化性质对带锈青铜样品脱氯过程的影响规律,追踪电迁移体系下阴阳极表面氯离子浓度变化过程,揭示溶质种类、浓度和pH值等电解质参数与氯离子迁移速率和效率间的关系,筛选适合的电解质溶液。研究各种缓蚀剂离子在青铜锈层中的迁移规律,量化表征其迁移速率、渗透深度和界面浓度等,筛选适合的阳离子型缓蚀剂种类,阐明所选缓蚀剂对带锈青铜腐蚀行为的影响规律,揭示其在外加电场作用下的缓蚀机理。选择不同的通电参数,测定电迁移体系中阴阳极表面氯离子及缓蚀剂阳离子浓度,结合Comsol仿真模拟,研究外加电位、电流密度等参数对氯离子迁出和缓蚀剂阳离子迁入过程的影响规律,建立电迁移体系中脱氯和缓蚀双向功效的交互作用模型,确定实现高效脱氯和基体缓蚀的稳定化处理关键技术参数。

通过本项目的研究,将研究建立基于双向电迁移原理的多效稳定化处理技术,在外加电场作用下脱除锈层中的氯离子,同时反向迁移缓蚀阳离子至基体/锈层界面,实现青铜文物高效脱氯与有效缓蚀的双重功效。