引起银器文物腐蚀变色的主要原因
     时间:2014-07-14    字体:      

银是一种可锻、可塑的贵金属,在地壳中的含量少,同时具有光亮洁白的外表,在工艺品制造中得到了广泛的应用。几千年前人类就已经用银制造装饰品和工艺品,流传至今的银器文物数量很多,如埃及、印度和中国用银制作的高贵的装饰工艺品和货币。许多珍贵的银器文物,其精湛的制造工艺和技术手段成为人类社会发展史中的重要实物例证,具有极高的艺术和考古价值。

银器文物长期保存在自然环境中,不可避免地接触到各种大气污染物,加速了银的腐蚀过程,大量的银器文物表面变色发黑,严重影响文物鉴赏和考古信息的保存。

根据对国内几个博物馆银器文物陈列展厅空气环境质量监测与评价分析,结果表明陈列展厅内空气环境中有机挥发性污染物(甲醛、甲酸、乙酸等)以及含硫化合物浓度明显偏高,这很可能是引起馆藏银器文物腐蚀发黑变色的主要原因。

银呈现光亮的白色外观是表面均匀晶格状态的反映,当其表面受侵蚀形成化合物时,就会发生变色现象,其变色程度由它本身的化学特性及外部环境介质的影响而定。国内外许多研究者对银腐蚀变色的环境影响因素进行了深入研究和探讨,综合研究结果表明,导致室内环境中银腐蚀发黑变色的主要原因有以下几个方面:

1、在潮湿环境下的电化学腐蚀过程影响

在潮湿环境下,由于银表面状态的不均匀性(合金成分的不均匀或物理状态如内应力,表面光洁度等的不均匀),造成水膜下面金属表面不同区域的电位不同,使各区域间产生电位差,在金属表面形成了腐蚀微电池。由银-铜合金组成的银币或银器,在潮湿环境下或土壤中经过长期埋藏,就会产生这样的腐蚀电池的作用,所以在这些器物上,由于含有铜的部分就成了牺牲阳极,转变成蓝绿色的铜矿化物沉积在表面。成色较高的银,由于杂质的影响也会产生电化腐蚀,在含盐的潮湿环境中,银表面常转化为氯化银(角银),即类似泥土状的灰褐色的黏附物。

2、银表面状态对腐蚀速率的影响

粗糙程度与银表面水膜的凝结和腐蚀性介质富集的难易有关,如在凹凸不平的纹饰界面边缘较易变色。在晶格有缺陷的地方要比晶格完整的区域更有利于变色膜的成核生长。此外,变色膜在表面上含有杂质的部分生长的速率也比其他部分更快。由于镀银层比银表面更易吸附大气中的氧和少量硫、氯等介质,因此银镀层比纯银表面更易变色腐蚀。

3、硫及硫化物对银的变色影响

单质硫随气温升高而升华变成硫华,当硫华的含量达到30μg/l 10/-9时,就会对银产生腐蚀,形成肉眼易观察得到的黑色或褐色斑痕。

最具有腐蚀性的当属硫化氢气体,当硫化氢的含量为0.2μg/l时就足以对银产生腐蚀,湿度较高时,腐蚀加剧。硫化物对银的腐蚀在有大气中的氧参与下更为明显。颜色变化的顺序为:银白→黄→棕→蓝。

银在某些硫醇或有机硫化物中也会发生腐蚀如硫代乙醇酸(SHCH2COOH)等,据报道这类化合物对银的腐蚀原理与硫化氢对银的腐蚀原理大致相同。

空气中含有的有机硫化物尽管浓度不高,但与大多数污染物相反,有机硫化物在室内的含量要高于户外的含量,这是由于烹调食品以及人体代谢物中都会释放出硫化物。

4、紫外光对银的变色影响

在黑暗中,银的腐蚀速率相对很慢,受湿度的影响也不大,如杭州雷峰塔地宫下打开铁函后见到的银塔,其下半部由于长期浸泡在泥水中,表面有锈垢,但上半部基本上仍显银白色,然而出土后,在有光照的大气环境中仅隔一星期,再看银塔的上半部分就发现暗了许多。光可以促进金属离子化,从而加速银的变色反应。与紫外光相比,荧光对加速银变色的作用要小些,但相对于光照条件,荧光的作用是不可忽视的。

总之,银的变色是普遍的现象,除了腐蚀介质和水,硫及硫化物、氧气等大气环境的腐蚀因素外,光线的照射也会促使银表面变色。

中国文物报
 
 
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