茶叶文化。

脱氯技术——铁器文物的腐蚀与防腐

1研究铁器文物脱氯技术的目的和意义

铁器文物的腐蚀是一个复杂的电化学过程,其腐蚀形态主要是脱成分的选择性局部腐蚀,氯离子是铁器发生局部腐蚀的重要因素之一。从海底打捞出的铁器文物或从潮湿的土壤环境出土的铁器文物以及临海的馆藏铁器文物不仅外表面残留大量的氯化物,而且其内部也含有大量的氯离子,由于氯离子半径小,所以它的穿透能力和电负性都很强,它能破坏或取代金属的氧化物,形成可溶盐,使文物表面不能形成致密的保护膜,从而使得局部腐蚀继续进行,短时间内在铸铁中的腐蚀产物迅速膨胀造成永久破坏。并且由其形成的疏松的腐蚀产物具有一定的蓄水作用,在酸性或碱性和一定湿度的环境中条件下铁器的腐蚀会周而复始地进行下去。所以出土或从海底打捞出的铁器如果不及时脱氯或保存环境不好,即使是近代的铁器,如上海地区出土的清代铁炮,有的也已锈烂不堪,尤其是现代工业和旅游事业带来的污染对铁器文物的侵蚀更加严重[1],这些无价之宝都在经受着不同程度的破坏和损害,铁器文物面临严重的侵害与腐蚀危机[2]。文物有不可再生的特性,这种特性使文物保护的研究工作既重要而又艰巨,因此铁器文物脱氯技术的研究工作具有重要的意义。

2铁器文物的脱氯机理

在各种脱氯方法中,把氯离子从铁器文物中清洗出来的总的反应式可以象征性的表示为:

Fe(OH)Cl(solid)+X-(washwater)→Fe(OH)X(solid)+Cl-(washwater)

其中X-一般为OH-、HCO3-或CO3-2,X-扩散进入腐蚀产物层使腐蚀产物释放出Cl-,然后Cl-扩散出腐蚀产物层进入清洗液。对不同脱氯方法的测试表明[3]:氯离子的排除速度几乎完全是由氯离子通过腐蚀产物层的速度决定的。在使用溶液清洗的方法中,氯离子从器物中扩散出来的速度遵循扩散原理,在清洗的初始阶段氯离子的扩散按下式进行:Q(Dt)1/2

其中Q为排除的氯的量,t为处理时间,D为氯离子在腐蚀产物中的扩散系数。

在清洗的后续阶段,则变为:Q[1—k1exp(-k2Dt/d2)wWw.CY260.CoM

其中k1和k2是取决于物体形状的常数,d为腐蚀产物层的厚度。

从上两式可以看出:这些式子中只有一个因素可以改变,即氯离子在腐蚀产物中的扩散系数D,而D很大程度上取决于腐蚀产物的孔隙度,孔隙度越大,氯离子的扩散速度越大,所以增大腐蚀产物的孔隙度可以提高处理效果和缩短处理时间。另一个需要注意的因素是腐蚀层厚度d,但它是不能改变的。

腐蚀产物的孔隙度的增大可通过把铁的基体化合物还原成为更为致密的形态来实现,如碱性硫化物还原法[4-6]、电解[6-8]及氢气高温还原法[6]等。另一种提高氯离子扩散速度的方法是增大溶液中离子的迁移率,把器物放在热溶液中或将器物于冷热状态中交替浸泡都可以达到这一目的,如煮沸法[6]及蒸气浴法[6]等。

3国内外铁器文物脱氯技术的现状

目前在文物保护界铁器文物的脱氯方法可归纳为溶液浸泡脱氯法、电解脱氯法及热处理脱氯法三大类。

扩展阅读

泽州铁器文化


泽州铁器的辉煌历史,可以追溯到春秋战国时期。它的采矿炼铁业几乎与中华民族的冶炼史同步兴起。晋城古称泽州,底蕴深厚、资源丰厚。丰富的煤炭和铁矿资源,为冶炼业的发展提供了极为便利的条件。

《山海经》曾记:“虎尾山之阴有铁矿”,指的就是泽州大阳至今还仍在开采的虎尾山矿区。晋国最早使用的炼铁鼓风炉,首先在大阳发明和使用。连战国最著名的“阳阿古剑”也产自这里,它刀刃锋利,削铁如泥,当时的大阳已成为北方各诸侯国制造兵器所需生铁的重要产地。

金代时,泽州是金国经济最富庶的

地区之一,也是金国与宋朝军事对峙的前沿阵地,为了保证战争对铁制兵器的需要,金国将各地的匠人抓来泽州,在这里设立了头下军州。大元帝国与南宋对峙时,泽州又成了元与宋交战的前沿阵地,元代继承了金代的头下军州制度,建立了匠户制度,由此形成了晋城的九头十八匠。九头十八匠对泽州铁器手工业的发展起了巨大的推动作用。旷日持久的战争造就了铁器的成熟,塑造了千千万万的匠人,由此产生了匠村。

明、清两代,大阳的采煤、炼铁和铸造行业最为鼎盛,不仅产有铁锅、铁钉、铁锁等生活用具,而且镰刀、斧头、铁锹、犁铧等农具样样齐备。“大德”钢针畅销海内外,“泰山义”剪刀名扬天下。大批铁货北上内蒙,南下广东,西去甘肃,就连不起眼的钢针都能远出国门,畅销东南亚一带。因此晋城成立泽州铁器文化研究会是广大研究铁文化的热心人士由来已久的愿望。

泽州铁器文化研究会将依托中国铸造协会、中国铸造博物馆、相府壹品泽州铁器等阵地,利用独特的铁器文化地域优势,广泛团结铁器文化研究领域的专家学者以及社会各界人士,把先秦时期泽州铁器文化和人物的研究作为重点,确立研究的规划和课题;加强泽州铁器文化研究资料的收集、整理、编写工作,建立权威的、丰富的泽州铁器文化资料研究中心和资料库;促进和推动会员之间泽州铁器文化研究的交流以及全国泽州铁器文化研究学者之间的交流,扩大泽州铁器文化研究会的影响力。

晋城重燃铁器文化


如何重燃千年炉火,传承泽州“大广冶”铸壶神技,使之重焕出耀眼的光芒。赵亮的决定是:精选泽州铁矿石和泽州兰花炭,采用传统古法冶炼,结合本土特有的旅游和人文历史资源,通过创意将传统的铁壶、铁锅赋予新的文化内涵和品牌化经营之路,提升其品质和附加值,让泽州铁器在创新中焕发生机。

2012年年初,晋城市量子文化有限公司成立,并聘请老专家作为艺术指导。设计师从山西大量古建筑的砖雕、木雕、石雕、泥塑及壁画中汲取灵感,经再绘图、讨论、定稿。工艺美术师用油蜡为原材料,经过几周乃至几个月的精雕细琢,制成铁壶的胎模,然后到铸造加工车间拼合、固定、涮蜡、裹浆、熔铁注模、冷却抛光、打磨包装等68道工序,先后制作出以当地自然景观、人文民俗为特点的古韵太行、皇城相府、珏山吐月等晋城系列篇;莲年有余、一路莲升、龟鹤齐寿等传统老壶篇;以弘扬三晋大地地域风貌的五台山、太原双塔、关帝圣君等;以小把玩、大境界为内涵的观赏系列产品;同时还有“复原古董返新系列”、“十二生肖系列”、文房四宝、香炉等产品相继亮相,形成文化寓意深厚的铁器系列产品。

2012年8月上旬,山西省铸造会议在晋城召开。参会的中国铸造协会秘书长张立波发现了工艺精美的泽州铁器。同年9月5日,一把精品铁壶被中国工业博物馆永久收藏。

现如今,泽州铁器紧盯旅游、休闲的文化消费市场,因为是对晋城文化的挖掘,能够更好地激起本土消费者的购买欲望,这些文化在他们心里有着一种亲切感、归属感。

中药忌铁器,是真的吗?


在中医界就有熬药忌铁器的说法,据说熬药用铁器就失去药效,但这说法和做法是真的吗?我想谁也没有考证和研究过,因为中医有“信古”的观点,只要是古人的话都是对的,古代的中医好像比现在的中医要好很多,所以古人的许多话后人都是不假思索的流传下来,不论对与错!

华氏脉学认为,铁器铁锅是国人传统的厨房炊具,几千年来做饭、烧水、炒菜、炖肉也没听说过有不良反应。现代科学研究,应用铁锅做饭、炒菜对身体有益健康,因为Fe+是人体不可缺少的造血物质,因此联合国粮农组织还特此向世界人民推荐用中国的铁锅炒菜、做饭,而铝锅、铜锅则被限制或不提倡使用。

华氏脉学认为中药都是我们常见的植物,无非叶、花、果实、茎、根等,和我们做饭、炖菜吃的植物一样来源于我们的大自然中,既然炒菜熬饭用铁锅没有降低养份,那么熬药怎么会降低药效呢?中药汤不也是从植物中熬出来的“营养物质”吗?我们在炒菜时都要加入一些醋、油、酱油等物质来调味,而且炒菜时把锅烧得很热,在这些特殊的情况下,铁锅也没有给我们身体造成影响,那么熬中药又怎么会影响呢?煮饭时老百姓有放食用碱的习惯,这碱性的环境对铁锅应当有影响,可几千年来,也没有听人说因此吃出了毛病,既然做饭和熬药一样,我们都是吃熬出来的植物“液体”或“营养物质”,那么熬药怎么就怕铁锅呢,道理是讲不能的!

华氏脉学在熬药用铁锅的问题上做了大量的实践,用铁锅煮、用铁器存放,自己家人、朋友先偿试,而后在患者上推广,经2年多的实践,并没有发现不良反应和失效的现象。只要把病辩证对了,方子开准确了,患者的疗效马上就显出来了,方子要是不对了,就是什么样的砂锅也没有效果!华氏脉学认为从西医学的角度上看Fe+是人体造血的营养物质,西药有许多的铁剂是给贫血患者服用的,我们中药里的熟地、磁石、桑椹、龙眼肉里含有大量的Fe+,它们含在熬出的药汁里,所以他们有补血的效果(这是从补血的一个方面分析),这些补血药中的Fe+与铁锅释放出的Fe+又有什么不同呢?其实都是一样的物质!那何必还要忌铁器熬药呢?

南部铁器的老茶壶


南部铁器,指的是江户时期的“南部藩”所产的铁器制品,约在今日日本东北部的岩手县境内,其中又以盛冈及水泽两地为最主要的产地。如今是岩手县的著名特产,用传统铸造法,以及使用手工打造的生铁制品。其制品有:铁瓶(铁壶)、急须(茶壶)、火钵(火炉)、瓶垫、茶托、铁锅、风铃、以及花瓶等种类。

细腻的纹样和厚重的着色是南部铁器的特征,和陆奥的小京都——盛冈的历史一样悠久,是盛冈引以为傲的传统工艺品,其古老历史要追述到400年前。

南部铁器的“南部”二字约来自400年前,南部信直(战国时的武将)修筑了盛冈城,作为藩主的他,开始拥有了这片土地。盛冈盛产砂铁、岩铁等优质的铁资源,以及川砂、粘土、漆、碳等原材料,这对铸物业来说,有这些先天优势条件是再好不过的了。南部信直请来了铸物师——铃木缝,和釜师——小泉五郎七、有坂、藤田等人。从此,盛冈开始了铁器的制造。

南部历代藩主对产业和文化一直十分关心。八代藩主——利雄公特别喜欢茶道,不仅是他身边的人,就连城里的武士、商人都受其影响,爱上了茶道。御用釜师制作的汤釜(煮水用的铁锅),被幕府和各藩主作为送礼佳品,使得“南部铁器”名声大噪。

茶道的盛行在藩内形成了各个流派。8代藩主利雄公统一了藩内的茶道,并且拜师在第三代御釜师——小泉仁左卫门的门下,尝试自己制作茶具。当时的上层社会,视茶道为重要的社交活动之一,官员之间的交往都是在喝茶的同时建立的。此时,流行一种新的煎茶法,小泉仁左卫门尝试改变现有的喝茶用具,思考着“用铁瓶代替汤釜泡茶”。于是,在汤釜上镶嵌一个壶嘴,添加一个壶把。改良后的铁瓶比汤釜使用起来更方便,很快就被广泛传播。此后南部铁瓶的发展,基本上就没脱离这个雏型。

明治41年,大正天皇还是皇太子时,到东北地方巡查,参观当地各县的特产。岩手县南部藩主御釜师制作的铁瓶和汤釜,也被列在行程之中。如此一来,东京为首的全国各大报纸刊登了这一事件,使得南部铁瓶和汤釜的知名度上升、人气大涨。与陶土烧制而成的土瓶相比,更显其坚固耐用的特性,因此广受当时民众的喜爱。

据称,用铁壶煮过的水能释放出二价铁离子,形成山泉效应,使水口感厚实、饱满顺滑。用此水泡茶,可有效去除茶中的霉味,从而提升口感。因此,老铁壶已成为当下不可或缺的煮茶利器。

近些年来,由于人们越来越追求生活质量,催生出越来越多的茶道中人,铁壶的收藏爱好者也越来越多,于是,老铁壶也成了古玩妙器,成了玩家、藏家的热追。

茶道的盛行成就了“南部铁器”


据称,用铁壶煮过的水能释放出二价铁离子,形成山泉效应,使水口感厚实、饱满顺滑。用此水泡茶,可有效去除茶中的霉味,从而提升口感。因此,老铁壶已成为当下不可或缺的煮茶利器。

近些年来,由于人们越来越追求生活质量,催生出越来越多的茶道中人,铁壶的收藏爱好者也越来越多,于是,老铁壶也成了古玩妙器,成了玩家、藏家的热追。

南部铁器,指的是江户时期的“南部藩”所产的铁器制品,约在今日日本东北部的岩手县境内,其中又以盛冈及水泽两地为最主要的产地。如今是岩手县的著名特产,用传统铸造法,以及使用手工打造的生铁制品。其制品有:铁瓶(铁壶)、急须(茶壶)、火钵(火炉)、瓶垫、茶托、铁锅、风铃、以及花瓶等种类。

细腻的纹样和厚重的着色是南部铁器的特征,和陆奥的小京都——盛冈的历史一样悠久,是盛冈引以为傲的传统工艺品,其古老历史要追述到400年前。

南部铁器的“南部”二字约来自400年前,南部信直(战国时的武将)修筑了盛冈城,作为藩主的他,开始拥有了这片土地。盛冈盛产砂铁、岩铁等优质的铁资源,以及川砂、粘土、漆、碳等原材料,这对铸物业来说,有这些先天优势条件是再好不过的了。南部信直请来了铸物师——铃木缝,和釜师——小泉五郎七、有坂、藤田等人。从此,盛冈开始了铁器的制造。

南部历代藩主对产业和文化一直十分关心。八代藩主——利雄公特别喜欢茶道,不仅是他身边的人,就连城里的武士、商人都受其影响,爱上了茶道。御用釜师制作的汤釜(煮水用的铁锅),被幕府和各藩主作为送礼佳品,使得“南部铁器”名声大噪。

茶道的盛行在藩内形成了各个流派。8代藩主利雄公统一了藩内的茶道,并且拜师在第三代御釜师——小泉仁左卫门的门下,尝试自己制作茶具。当时的上层社会,视茶道为重要的社交活动之一,官员之间的交往都是在喝茶的同时建立的。此时,流行一种新的煎茶法,小泉仁左卫门尝试改变现有的喝茶用具,思考着“用铁瓶代替汤釜泡茶”。于是,在汤釜上镶嵌一个壶嘴,添加一个壶把。改良后的铁瓶比汤釜使用起来更方便,很快就被广泛传播。此后南部铁瓶的发展,基本上就没脱离这个雏型。

明治41年,大正天皇还是皇太子时,到东北地方巡查,参观当地各县的特产。岩手县南部藩主御釜师制作的铁瓶和汤釜,也被列在行程之中。如此一来,东京为首的全国各大报纸刊登了这一事件,使得南部铁瓶和汤釜的知名度上升、人气大涨。与陶土烧制而成的土瓶相比,更显其坚固耐用的特性,因此广受当时民众的喜爱。

近年来,南部铁器被出口到了海外,优良品质受到了大家的青睐,得到了很高的评价。不仅在日本本土,在东南亚甚至欧美国家也涌现出了一批南部铁瓶的爱好者或收藏者,这已成为了一种流行趋势。

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