拉曼光谱分析青铜器本体中锈蚀产物

摘要：

青铜器锈蚀研究能够揭示出青铜器腐蚀机理，为制定科学的保护措施提供重要的参考资料。目前，青铜器锈蚀研究主要从其外部锈蚀产物入手，通过锈蚀组成结构分析，探讨其腐蚀机理。本文选择了保存较好青铜器本体样品进行了内部锈蚀情况研究。首先采用金相制备技术，通过打磨、抛光和超声清洗处理后，制备了断面相组织形态清晰的24件秦早期青铜器青铜本体样品。然后利用共聚焦显微拉曼光谱仪对样品夹杂物进行了光谱学研究，发现其物相为PbCO3和PbO及Cu2 O ，都属于常见的青铜合金腐蚀产物。样品金相组织中圆形或者大面积无规则亮灰色区域为C u2 O ，反映出青铜器表面不仅易于形成一定厚度C u2 O锈蚀层，在相界之间也容易发生氧化反应生成C u2 O ，存在合金内部和外部同时发生腐蚀生成赤铜矿锈蚀的情况。此外，拉曼光谱分析显示黑灰色物质主要为铅腐蚀产物———PbCO3和PbO ，反映出铅元素的腐蚀过程：Pb→PbO→PbCO3。在铸造态青铜合金组织中，铅一般呈近圆形颗粒状态分布在相界之间。青铜器内部分布的铅颗粒在土壤埋藏环境中会发生氧化反应生成PbO ，再与地下水中溶解的CO2－3发生化学反应生成比较稳定的PbCO3。结果表明：外界腐蚀因素（水、溶解氧和碳酸根等）能够通过合金中相界间通道进入青铜器内部，在相界表面逐步发生反应形成以金属氧化物为主的腐蚀产物。

关键词：青铜器、金属文物、拉曼光谱、腐蚀机理

分类号：TG146.1+2(金属学与热处理)

资助基金：中国博士后科学基金面上项目2013M542380;陕西省博士后科研特别项目陕博管办[2013]10号和陕西师范大学中央高校基本科研业务费项目GK201302038

在线出版日期：2015-01-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：128-131