部分基体转变为腐蚀产物附着在文物上，为了研究铁器文物大量的文化历史信息，将其从海底打捞出水后实施保护时，腐蚀产物并非全部去除。腐蚀产物中大量氯离子的存在使铁器文物在大气环境下加速腐蚀，尤其是干、湿环境中腐蚀更为严重，使得铁器文物迅速损坏。分潮湿、全湿和干燥三个阶段研究了模拟从海底打捞出水的铁器文物在干、湿大气环境中的腐蚀行为，探明了氯离子在各个阶段参与的反应及其循环作用从而导致铁器文物加速腐蚀的机理，表明了铁器文物进行脱氯处理的必要性。发现带锈试样在干、湿交替的大气中腐蚀产物的内、外层相结构出现差异，随着干湿大气腐蚀循环周期的增加，腐蚀产物中β－ＦｅＯＯＨ相逐渐增多。 铁器文物局部腐蚀发展过程中氯离子在闭塞状态的蚀孔和裂隙中浓集，脱氯清洗时氯离子也会从闭塞的孔洞中逐步迁出，闭塞孔洞中氯离子浓度变化比较真实地反映脱氯过程中氯离子迁出规律，模拟闭塞电池可以提供脱氯过程中孔洞内的化学和电化学状态变化的信息。首次将模拟闭塞电池法运用于脱氯技术的研究。探明了脱氯清洗过程中闭塞区内氯离子扩散和电迁移的规律，证实了外加电流或电位对闭塞区内化学和电化学状态都有很大影响。外加阴极电流密度越大，外加电位越负，内试样阴极电流密度就越大，氯离子迁出率就越高，但若阴极电流密度太大，会导致析氢而损毁铁器文物。因此，选取电化学脱氯实验参数时应综合考虑氯离子迁出率和避免析氢，同时也应具有较高的电效率。铁器文物脱氯过程中，氯离子从腐蚀产物逐步迁出，对腐蚀起促进作用的相的变化以及脱氯技术的特点及技术参数的确定也缺乏系统的理论和通行的标准。为了加快脱氯技术在文物保护中的应用，有必要先进行实验室研究。提出了应用恒方波电流脱氯技术提高电效率，通过实验参数优化可以在不降低氯离子迁出率的前提下取得良好的综合效果。
建立了恒电流脱氯过程的数学模型模拟氯离子扩散传质和在电场作用下的电迁移传质过程，提出了铁器文物腐蚀产物层中氯离子以自由态和结合态两种形式存在并运用到建立的数学模型中。通过模拟计算值和实验值的比较，验证了模型的有效性。利用数学模型数值模拟研究了处理时间、电流密度、氯离子扩散系数和速度常数等相关因素对脱氯过程的影响，为铁器文物保护方案的制订提供理论依据。氯离子迁出率的提高可以从这几个方面入手，根据铁器文物的状况，优化保护方案，提高脱氯效率。
（2005年12月16日8版）
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