简析铁质文物的除锈方法

乌日罕（赤峰学院　历史文化学院，内蒙古　赤峰　024000）



简析铁质文物的除锈方法

乌日罕
（赤峰学院历史文化学院，内蒙古赤峰024000）

摘要：铁质文物受埋藏环境的影响，大多在出土时都会有锈蚀.出土后因外在环境的突然改变会加快锈蚀的发展，如不及时保护会给文物造成损害.所以，铁质文物的保护工作显得尤为重要.锈蚀不仅在器物表面形成锈斑、锈块，而且不断对金属本身进行腐蚀，所以必须清除.铁质文物的除锈方法很多，目前常用的除锈方法为机械方法和化学方法.本文结合铁质文物修复实例对以上两种方法进行简要论述.

关键词：铁质文物；锈蚀；除锈方法

铁质文物由于长期埋藏在地下潮湿的环境中，所以一般都会产生腐蚀.出土之后由于环境的突然改变，更加促进其锈蚀的快速发展，最终导致文物完全酥解.因此，为了保护文物，需要对铁质文物表面的锈蚀进行清理，避免对文物造成进一步的损害.

1　铁质文物锈蚀的种类

铁质文物的锈蚀一般可分为有害锈和无害锈.无害锈不会对器物造成损害，甚至可以起到一定的保护作用.有害锈蚀则会对器物本身不断进行腐蚀，最终导致文物完全酥解.

无害锈是指结构紧密坚硬、稳定的锈蚀成分，如磷酸铁、四氧化三铁等，它们的性质稳定、不会对器物本身造成进一步的腐蚀破坏.并且还会在器物表面形成氧化物，对文物起到良好的保护作用，防止铁质文物进一步腐蚀，因此对无害锈我们可以不必进行清除.但是有时无害锈覆盖了器物上的重要历史信息，从而妨碍对器物的研究和判断时可以进行清除.

有害锈蚀是指分子结构疏松不稳定的成分，如亚铁氧化物和铁的氯化物等，通过吸水作用使水分子深入内部，发生化学腐蚀、电化学腐蚀和微生物腐蚀，并循环不断.有害锈在铁的表面普遍都有颗粒粗大的锈体，锈色发黄而疏松，体积膨胀或脆裂成片，有不同程度的变形.从刚出土的铁质文物秀层结构来看，铁锈往往是互相渗透的，很难分清有害锈和无害锈，在未生锈和铁合金表面，有一层Fe2O3为主的硬氧化层，外层才是疏松有害的锈层①.

2002年由于广西博物馆收藏的汉代铁质文物产生了严重锈蚀，所以对急需保护的文物进行了修复工作.其中一件汉代铁釜通体产生锈蚀，由于出土时没有及时采取适当的清洗、除锈等保护措施，器物表面的大量泥垢与锈块结合在一起，产生开裂掉块.还有一件东汉时期的铁三角架的铁脚锈蚀出现了锈层剥离，很快就要断裂.另外，一件西汉时期的铁罐锈蚀成片层状剥落，鼓腹开裂②.由此可见，有害锈蚀一但生成，如不及时清理就会对文物产生不可挽救的损害.

2　铁质文物除锈方法

目前，铁质文物保护常用的除锈方法有物理方法和化学方法.物理方法分为手工除锈和机械除锈，通常借助刷子、刀或机械工具来清除锈蚀.化学方法则是使用一些磷酸、甲酸、草酸等化学试剂来溶解锈蚀，从而达到除锈目的.

2.1物理方法

物理除锈方法指借助一定的工具去除锈蚀，比如用硬毛刷擦洗，用刻刀、木制刮刀、塑料刮刀刮擦，去除疏松的腐蚀产物，也可以用打磨机去除硬质的锈层.体积较小并且保存状况较好的铁制文物可选用小型喷砂机进行除锈.

使用物理方法除锈的案例很多，例如辽宁辽阳县金厂村出土了一件长36厘米铁熨斗.铁熨斗的边沿的一面已经碎裂，内部泥土与铁锈混为一体，呈橘黄色③.辽宁省博物馆的工作人员在对其进行除锈时，采用的步骤是：用棉签蘸EDTA液后沾湿锈蚀部分后，再用刷子轻轻刷除.对于质地较硬的锈蚀，采用了竹刀、有机玻璃制的刀，和钢制刀进行清除.操作过程中需要注意力度，不可用力过度而伤到器物本身.

广西出土的一件汉代铁棺钉发生严重锈蚀，表面呈现凹凸不平的锈疤，棺钉的一段锈蚀已剩余很短，其中一段已完全腐蚀，铁器锈蚀矿化十分严重，锈蚀产物疏松，和土壤混在一起，器物一触即掉锈渣.文物修复工作者对其使用的除锈方法是，清掉表面的浮土和浮锈之后，用小于45角的小剃刀轻轻剔除表面软质锈及铁锈与泥土的混合锈，对于硬质锈用10%醋酸松锈后再用刻刀轻轻剔除④.

机械除锈是指使用机械设备对锈蚀比较严重、难以去除的锈蚀进行清理.比如，在2009年，甘肃省文物考古研究所对甘肃秦安县王洼战国墓地的三座墓葬进行了抢救性发掘，其中从M3出土了一件铁矛（M3：59）⑤.铁矛出土时锈蚀严重，锈层剥离，并在矛銎、翼、锋处存在三个明显的圆球形锈结.对铁矛基体内部情况进行X射线拍照后，发现铁矛整体锈蚀严重，有的部分巳经全部矿化，并且发现铁器比较酥松，因此，根据这些检测的情况，在除锈时，分别使用了力度不同的工具.用手术刀、微型电磨、电钻对铁矛表面的锈蚀、硬结物、泥土以及瘤状物进行清理.在除锈工作当中，再根据不同状况换用不同形状的钻头、磨头、磨刷，并且要求工具振动小，使用安全，在除锈过程中要认真仔细地观察锈蚀清除的程度，以保证文物的安全.

从西北大学长安校区M33号唐墓墓室出土了一件铁锁，铁锁在出土时表面形成锈蚀.修复者考虑到铁锁的保存状况较好并且体积较小，所以选择了小型喷砂机进行除锈工作.喷砂机可以利用压缩空气带动磨料喷射到器物表面，通过对器物表面进行微观切削或冲击，以实现去除器物表面坚硬锈层的目的⑥.通过此次除锈工作，修复者发现喷砂机能够快速有效地去除疏松的土锈层，能在很大程度上提高传统手工除锈的效率.

2.2化学方法

化学方法是指使用化学试剂来溶解铁质文物锈蚀，进而达到除锈目的.常用的化学除锈剂有磷酸、甲酸、草酸、柠檬酸、草酸钠、及其盐类.这些酸能自由电离出氢离子，能与铁锈反应，从而溶解铁锈.乙二胺四乙酸与铁锈反应螯合，从而达到从金属基体上剥蚀铁锈.

以下列举几个在除锈工作中使用到化学方法的几个案例.

此前在辽宁省辽阳县金厂村出土了一件高13.5cm铁铎，铁铎表面形成较重的锈蚀，修复者在进行修复前，用磁铁对其进行了检测后得知铁铎基体保存尚好，只是一角断裂，一角残损.于是，针对这些情况，修复者先用物理方法去掉铁器表面的锈蚀后，用20%的磷酸溶液浸泡以达到除锈目的，磷酸可直接与铁作用，生成致密的Fe2（P04）3保护膜⑦.目前用酸除锈是比较常用的方法，由于酸具有腐蚀性，经过酸处理过的铁质文物需要用去离子水洗净，使用弱酸类试剂，需严格控制其浓度在5%以下为宜.但也磷酸不仅能除锈，处理得当还能在铁表面形成磷酸铁盐膜，起到保护作用.

还有对广西博物馆中收藏的双环耳铁釜、侈口圜底铁釜、铁三角架、铁剪以及铁罐进行除锈工作时，修复者选用了乙二胺四乙酸（ED-TA）和乙二胺四乙酸二钠盐（EDTA二钠盐）为清除剂，并先选用具有可比性的锈蚀铁片进行试验，经过试验得出用7.5%的EDTA二钠溶液能够达到较好的除锈效果.因此采用了7.5%的EDTA二钠溶液浸泡双环耳铁釜22小时后，大部分污垢和有害锈被清除掉.对侈口圜底铁釜、铁三角架、铁剪也使用了相同的方法后均达到了理想的除锈效果.但是铁罐由于用石膏修补过，所以不宜使用浸泡的方法，所此，修复者修复铁罐时将脱脂棉浸泡在7.5%的EDTA二钠溶液后，敷到铁罐表面来达到除锈目的⑧.

但是不管使用哪种方法，对于锈蚀较严重的铁质文物开始除锈工作之前应该先对文物进行X射线检测，因为X射线有助于修复者了解器物内部结构，从而更加准确的判断出器物的锈蚀程度.例如，内蒙古赤峰县西精大营子村山地的辽附马赠卫国王墓出土的嵌金银铁带勾⑨，据当时考古发掘报告记载“出土时器物表面生锈，嵌金银图案模糊不清.”修复者介绍，文物在出土前，已经受土壤中有害成分腐蚀，在出土后又受外部环境的影响，使整个器物表面形成均匀的腐蚀状态.通过科学的检测手段对铁饰马具进行全面系统的分析，用X探伤了解锈层下器物的保存状况，看清了器物的纹饰图案，为除锈工作做了充分的准备.

3　铁质文物除锈应注意的问题

铁质文物保护过程中除锈是重要的一个环节.在对铁质文物进行除锈工作中还应注意以下几个方面的问题.

首先对铁质文物进行除锈时不能急于下手，要先对器物进行观察，了解锈蚀的状况.当锈蚀严重无法判断器物构造时最好先用X射线照射法检测.通过X射线照射后，可以清楚地看出器物锈蚀的分布和范围，以及锈蚀下面的器物纹饰或文字等，可以有效地避免在对器物进行除锈工作时对器物造成伤害.

其次，给铁质文物除锈时，无论使用哪种方法，为了文物安全，应该先在器物上小面积进行试验.在确定使用的方法有效，并且不会对文物造成损害的情况下才可以大面积进行实施.否则不但不能保护文物，还可能对文物造不可挽回的损伤.

最后，除锈的方法有物理方法和化学方法，在选择时应具体问题具体分析，以保证文物的安全为基本原则.能用机械方法，就不要用化学的方法.因为化学试剂本身具有腐蚀性，在除锈工作完成后如果清洗不利的话，会对器物本身造成损害.并且有的化学药剂具有毒性，对人身体也有损害.此外，还有注意一点，在对有害锈进行清除时，尽量将无害锈层的破坏降到最低，达到对文物保护的目的.

4　结语

由于铁质文物的性质及埋藏环境等原因的影响，保存完好的铁质文物很少，出土后由于外部环境的突然改变，会加速铁质文物的腐蚀.因此，对其进行科学的保护显得尤为重要.文物保护工作者们通过众多的实际案例总结了一系列的经验，处理铁质文物锈蚀时必须做到提前观察或检测，以便了解锈蚀的具体状况.选择恰当的除锈方法才能取得理想的保护效果，达到铁器文物长期安全存放的目的.

注释：

①王成兴，尹慧道.文物保护技术［M］.安徽大学出版社，2005.133.

②⑧潘郁生，黄槐武.广西博物馆汉代铁器修复保护研究［J］.文物保护与考古科学，2006（3）.

③⑦孟丹，孙力.铁器保护实践三例［J］.辽宁省博物馆馆刊，2009（12）.

④申桂云.铁质文物锈蚀机理及广西出土、出水铁质文物保护研究［D］.吉林大学，2009.

⑤杨颖东，靳海斌.一件铁器的科技保护与相关问题的探讨.成都考古发现.科学出版社，2011.

⑥宋薇.西北大学长安校区唐墓出土铁锁的保护修复［J］.剑南文学（经典教苑），2012（4）.

⑦杨小林，潘路，葛丽敏.辽代嵌金银饰铁器的保护研究［J］.文博，2006（5）.

参考文献：

〔1〕王成兴，尹慧道.文物保护技术［M］.安徽大学出版社，2005.133.

〔2〕张艳成，吴荫顺，张健.带锈铸铁与304不锈钢的电偶腐蚀［J］.腐蚀科学与防护技术，2001（2）.

〔3〕潘路，杨小林.大型铁质文物现场保护的实验研究［J］.中国历史博物馆馆刊，1998（2）.

〔4〕包春磊，贾世杰，符燕.海南省博物馆馆藏出水古铁炮腐蚀产物分析［J］.腐蚀与防护，2014（1）.

〔5〕范陶峰，万俐.出土铁器文物的保护实践.中国文物保护技术协会第七次学术年会论文集，2012.

〔6〕潘路译.金属铁器的保护处理方法［J］.文博，1991 （5）.

〔7〕贾莹，高秀华.金属文物的腐蚀结构及文物保护相关问题［J］.内蒙古文物考古，2009（2）.

〔8〕高博.科学保护，为铁质文物动手术［N］.科技日报，2012-08-19（3）.

〔9〕辽宁北票市喇嘛洞鲜卑贵族墓地出土铁器的保护处理及初步研究［J］.考古，1998（12）.

〔10〕张月玲.明代古桥构件束腰铁锭的科学保护.中国文物保护技术协会第六次学术年会论文集，2009.

〔11〕姜晓光.浅谈出土和馆藏铁器的保护.第三届文物保护技术协会论文集，2004.

〔12〕卢艳玲.深圳铁仔山古墓群出去铁器的保护［J］.中国文物科学研究，2012（1）.

〔13〕赵德康.谈谈出土铁文物的保养［J］.文物，1981 （12）.

〔14〕王蕙贞，宋迪生，李涛.唐九成宫出土铁器的抢救性保护研究 ［J］.文物保护与考古科学，2008 （4）.

〔15〕王冲，任俊锋.一件战国错银铁镜的保护研究［J］.文物鉴定与鉴赏，2013（2）.

〔16〕申桂云.铁质文物锈蚀机理及广西出土、出水铁质文物保护研究［D］.吉林大学，2009.

中图分类号：TG174.42

文献标识码：A

文章编号：1673-260X（2016）06-0054-03

收稿日期：2016-03-11