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五种含氯铜合金腐蚀产物的拉曼光谱及扫描电镜的分析研究

2018-09-07成小林

文物保护与考古科学 2018年4期

成小林,杨 琴

(中国国家博物馆,北京 100006)

0 引 言

含氯的铜合金腐蚀产物的检测在青铜文物保护过程中具有十分重要的作用。通常所说的“粉状锈”主要是指3种三羟基氯化铜: 氯铜矿、 斜氯铜矿和羟氯铜矿, 分子式为Cu2(OH)3Cl。因副氯铜矿和斜氯铜矿的X射线衍射数据极为相似, 因此, 过去很多报道称为副氯铜矿的锈蚀产物经证实为斜氯铜矿。研究认为, 副氯铜矿为斜方晶系, 分子式为(Cu, Zn)2(OH)3Cl, 副氯铜矿的稳定需要少量锌(或镁、 镍)的存在。而斜氯铜矿为单斜晶系, 在生成过程中无需其他杂质阳离子参与, 在实验室中更容易合成[1-3]。DAVID[4]指出: 斜氯铜矿已作为副氯铜矿的正式名称被接受, 并且将取代大部分以前报道的副氯铜矿。因此, 本研究所指的斜氯铜矿为大家所熟知的副氯铜矿。

除了上述3种同分异构体之外,随着考古发掘品的不断出现以及保护工作者的深入研究,另外两种含氯的青铜腐蚀产物——氯磷钠铜石和铜氯矾陆续被发现且逐渐引起研究者的重视。X射线衍射仪(XRD)由于谱库全,在青铜锈蚀产物的检测方面应用较早,很容易识别和区分这5种含氯的腐蚀产物,其相关特性见表1。

表1 五种含氯的铜合金腐蚀产物的特征

近年来,拉曼光谱(Raman)已成为文物科技研究实验室常备的仪器之一。由于拉曼光谱具有灵敏度高、无需制样且所需样品量较少等特点,在青铜腐蚀产物检测方面的应用越来越广泛,如美国密西根州立大学的MCCANN等[5]曾对中国东汉的一件青铜摇钱树的腐蚀情况做研究,并报告了几种常见青铜锈蚀产物的拉曼光谱图。……

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