沉于海底的铁器文物腐蚀机理与脱氯技术的基础研究

摘要

本文对沉于海底的铁器文物腐蚀机理与脱氯技术的基础进行研究：(1)采用模拟闭塞电池恒电流法研究模拟的铁器文物在海水中局部腐蚀闭塞区内化学状态的变化规律，采用模拟闭塞溶液法、动电位极化曲线和交流阻抗技术研究试样在局部腐蚀闭塞区溶液中的电化学行为。(2)在模拟海水介质中制备不同腐蚀程度的带锈试样，采用交流阻抗技术研究模拟带锈铁器在海水中的电化学行为，通过交流阻抗图谱解析和物理模型的建立，分析阻抗谱特征与多孔腐蚀产物之间的相关性。(3)利用表面分析技术研究带锈铁器经过不同周期干、湿大气环境中相的转变，对从海底打捞出水后的带锈铁器大气腐蚀机理进行初步分析，探讨氯离子在腐蚀过程中的作用。(4)采用模拟闭塞电池法研究脱氯过程中闭塞区内化学状态的变化规律，探讨电化学脱氯过程外加电流或外加电位对闭塞区内电化学状态的影响。(5)研究脱氯过程中氯离子的迁出规律和相的转变，探讨脱氯技术参数选取原则。通过恒方波电流脱氯技术的研究，为该技术在铁器文物脱氯的实际应用提供依据和参考。(6)建立恒电流脱氯过程的数学模型，研究氛离子在外电场作用下同时发生电迁移和浓度扩散的传质特性，探讨各相关因素对脱氛进程的影响。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1研究背景

1.2铁器文物腐蚀机理

1.2.1铁器文物的腐蚀产物

1.2.2铁器文物在自然环境下的腐蚀

1.2.3铁器文物在海水中的腐蚀机理

1.2.4铁器腐蚀机理的研究方法

1.3铁器文物的保护

1.3.1铁器文物保护原则、内容与途径

1.3.2铁器文物保护和修复的基本步骤

1.3.3铁器文物的脱氯技术

1.4课题的研究目的和主要内容

1.4.1研究目的

1.4.2研究内容

第二章模拟铁器文物在海水中局部腐蚀闭塞区的化学状态和电化学行为的研究

2.1引言

2.2实验方法

2.2.1模拟闭塞电池恒电流实验

2.2.2动电位极化曲线和交流阻抗测试

2.2.3腐蚀形貌和产物成分分析

2.3结果与讨论

2.3.1模拟铁器文物局部腐蚀闭塞区化学状态的研究

2.3.2模拟铁器文物局部腐蚀闭塞区电化学行为的研究

2.3.3闭塞区内试样腐蚀形貌和产物成分分析

2.4本章小结

第三章模拟带锈铁器在海水介质中腐蚀行为研究

3.1引言

3.2实验方法

3.2.1交流阻抗测试

3.2.2腐蚀形貌和产物相分析

3.3结果与讨论

3.3.1电化学交流阻抗分析

3.3.3带锈铸铁表面的物理模型

3.3.4腐蚀形貌和产物相分析

3.3.5腐蚀产物相的特征及形成过程

3.4本章小结

第四章带锈铁器在干、湿大气环境中腐蚀机理研究

4.1引言

4.2实验方法

4.2.1实验材料与试样的制备

4.2.2试样表面宏观形貌观察

4.2.3试样横截面微观形貌观察和成分分析

4.2.4激光拉曼光谱测试

4.2.5 X射线衍射分析实验

4.3结果与讨论

4.3.1试样表面宏观形貌观察

4.3.2试样横截面微观形貌观察和成分分析

4.3.3激光拉曼光谱分析

4.3.4腐蚀产物XRD结果分析

4.3.5带锈铁器在干、湿大气环境中腐蚀及其机理研究

4.4本章小结

第五章模拟铁器文物脱氯技术的闭塞电池研究

5.1引言

5.2实验方法

5.2.1脱氯实验闭塞区内化学状态的研究

5.2.2电化学脱氯过程闭塞区内电化学状态的研究

5.3结果与讨论

5.3.1脱氯实验闭塞区内化学状态的研究

5.3.2电化学脱氯过程闭塞区内电化学状态的研究

5.4本章小结

第六章模拟铁器文物脱氯技术的实验室研究

6.1引言

6.2实验方法

6.2.1实验条件

6.2.2脱氯技术的研究

6.2.3脱氯实验后试样相分析及微观形貌观察

6.3结果与讨论

6.3.1脱氯技术的实验室研究

6.3.2脱氯实验后试样相分析及微观形貌观察

6.4本章小结

第七章铁器文物恒电流脱氯过程的数学模型

7.1引言

7.2腐蚀产物中氯离子存在形式

7.3恒电流脱氯过程的数学模型

7.3.1数学模型的建立

7.3.2数学模型的边界条件

7.3.3数学模型的计算

7.3.4数学模型中的有关参数

7.3.5数学模型的验证

7.3.6恒电流脱氯过程影响因素的数值模拟研究

7.4本章小结

总结论

参考文献

附录

致谢

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