故宫古建筑用铁钉基体、铁锈剖析及缓蚀保护

摘要

目的对故宫古建筑用铁钉进行检测并保护。方法利用金相显微镜对铁钉基体进行金相组织分析,采用体视显微镜对锈层表面进行观测,借助扫描电镜、X-射线能谱仪(SEM-EDX)及X射线衍射仪(XRD),对锈蚀产物化学组成进行了成分测试。测定动电位极化曲线以研究硅酸盐复配缓蚀剂对铸铁电极预膜缓蚀后的电化学行为,通过加入聚乙二醇(PEG)的方法对硅酸盐复配缓蚀剂进行改性。结果故宫古建筑用铁钉基体组织为球墨铸铁,表面锈蚀产物主要呈现红褐色及黑褐色,经分析主要由Fe2O3、Fe3O4和α-FeOOH组成,铁钉表面白色物的主要成分为CaCO3。极化曲线法测得硅酸盐复配缓蚀剂预膜后的缓蚀效率为20.53%,改性后的缓蚀效率达到81.20%。交流阻抗测试、耐盐雾测试及室外暴露测试都表明,改性后缓蚀剂具有一定的缓蚀性能。结论故宫古建筑用铁钉表面锈蚀严重,需要通过系列保护手段减缓腐蚀速率。硅酸盐复配缓蚀剂预膜使用效果不佳,改性后的缓蚀剂对模拟铁钉的铸铁试样起到一定的缓蚀效果,且表面颜色变化小,满足铁质文物保护需求。