几种罕见的黄铜钱币锈蚀产物的识别与形成原因探析

摘要：

我国从明中期开始使用黄铜钱币,一直到清末.过去,对古代铸币的科学研究主要集中于合金成分分析和铸造工艺两方面,对锈蚀产物和锈蚀机理的研究主要针对青铜铸币.黄铜的合金元素中较青铜多锌元素,其腐蚀产物与腐蚀行为较青铜有一定的差别,也较青铜更为复杂,然而现有的文献关于此方面的研究匮乏,特别是对于大气保存环境下黄铜钱币的锈蚀产物及锈蚀成因的研究基本空白.本研究通过多种分析手段包括X射线荧光分析仪(XRF)、扫描电镜能谱仪(SEM-EDS)和显微激光拉曼光谱仪(Raman)对国家博物馆馆藏一批传世明清各时期的黄铜钱币合金组成,不同颜色的锈蚀产物等开展科学分析.研究结果表明,嘉靖、隆庆和万历年的黄铜铸币,为Cu+Sn+Pb+Zn四元合金,平均含量Cu 66.4％,Sn 6.8％,Pb 10.4％,Zn 15.6％,并含有微量Fe,不含As.泰昌、天启和崇祯年间及清代各时期的黄铜铸币,主要为Cu+Pb+Zn三元合金,并含有微量Fe、As和Sn.这批黄铜锈蚀产物与常见的青铜锈蚀产物不同,最典型的是钱币表面蓝绿色和白色锈蚀物,经Raman和SEM-EDS分析并结合相关文献初步确认蓝绿色锈蚀物为一种含铜、钠离子的有机酸盐,理论化学式为NaCu(CO3)(CH3CO2);白色锈蚀物采集到三种不同的拉曼谱图,但均无标准拉曼图与之匹配,综合多种分析结果并结合保存环境可进一步推测三种不同物相的白色锈蚀物主要为含有Zn、Cu阳离子的碳酸盐或有机酸盐,且Zn元素占主导地位;此外,通过Raman光谱确认两种罕见的同时含Cu、Zn阳离子且化学计量式为Cu3Zn(OH)6Cl2的同分异构体,矿物名为herbertsmithite和kapellasite.文中同时对蓝绿色锈蚀产物的成因进行了探讨.结合保存环境推测锈蚀产物中的乙酸根应来源于库房木质文物柜架所挥发的有机酸,钠和碳酸根则可能为入库前钱币流通时带入的污染造成的.本研究最主要的拓展有以下两方面:一是以黄铜为研究对象,通过拉曼分析鉴别出几种新发现或罕见锈蚀物,进一步补充完善有关黄铜锈蚀物种类的数据库;二是深入探讨木质挥发物对金属文物腐蚀的影响作用,为后期采取针对性的预防性保护措施和相关主题研究提供参考借鉴.

关键词：黄铜锈蚀物、含钠离子和碳酸根的乙酸铜、拉曼光谱、Herbertsmithite、Kapellasite

所属期刊栏目：34

分类号：K879;K876.41(中国文物考古)

在线出版日期：2022-09-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

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