秦汉铁器锈蚀机理探讨及保护方法研究

为了搞清铁器的锈蚀机理,为铁器文物保存提供最佳条件,通过对秦汉两代几件铁器不同部位腐蚀产物分析及不同条件下铁器锈蚀情况实验来研究古代铁器锈蚀机理及保护方法。结果发现,铁器锈蚀成分不仅十分复杂,而且同一锈蚀产物中α、β、γ三种构型的FeO·OH共存,实属罕见。同时采用新的保护方法,使铁器处于一个干燥、无氧、无盐、无水、无有害气体的最佳保存状态。

唐九成宫出土铁器的抢救性保护研究

为了探讨九成宫出土铁器严重锈蚀的主要影响因素,为铁器文物研究设计科学有效的保护方法和最佳保存条件,采用X-衍射粉末法分析九成宫出土的11件铁器的锈蚀产物成分。分析结果表明,锈蚀产物的主要成分为α、β、γ三种不同构型的碱式氧化铁和Fe_3O_4。这是铁器铁碳合金成分Fe-C活性差异引起析氢、吸氧、差异充气等电化学腐蚀产生结构疏松,在九成宫特别潮湿环境中H_2O、O_2、空气中有害气体不断渗入,铁器粘附土层中溶盐及尘埃中酸、碱、盐溶于铁器表面水膜而进行长期贴附电化学腐蚀的结果。据此,研究设计出对锈蚀严重的出土铁器进行松土,缓蚀松土,络合法除沉积物,冷热交换法脱盐,最后进行缓蚀防腐加固及表面隔氧、防潮、防有害气体的表面封护保护方案。按此方案保护处理了17件锈蚀严重的铁器,保护效果很好,可以作为其它铁器文物保护的重要参考。

XD_8铁质文物保护剂

针对铁质文物由于受环境中自然因素如大气、水、土壤、电解质溶液和高温等的影响而遭到腐蚀的现象 ,参考国内外有关资料 ,研制出一种铁质保护剂。经性能测试、埋藏实验、恶劣环境放置实验、户外放置实验及保护后的汉代铁剑残块存放证明 :XD8铁质保护剂在铁器上形成的保护膜具有耐水、耐氯化物、耐酸、耐碱、耐候等性能 。

陕西三原城隍庙铁质焚纸炉的锈蚀测试及形成机理探讨

陕西三原城隍庙焚纸炉是研究明代冶铁铸造工艺的重要实物资料,通过X射线衍射、X射线荧光以及金相分析等手段对焚纸炉上不同位置的样品进行了科学分析,根据分析结果合理推断了焚纸炉的锈蚀机理:焚纸炉铸造材料为过共晶白口铸铁,其中下部锈蚀情况较为严重,锈层厚而疏松且存在有害锈四方纤铁矿,而上层锈蚀较轻。造成这种情况主要和焚纸炉的使用方式以及保存环境有关。本文在实验的基础上,提出了相应的保护措施,以期为类似文物的保护与修复提供经验。

经垫衬法修复后铸铁管道接口力学性能试验

垫衬法是指采用柔性的高密度聚乙烯速格垫作为内衬材料并使用V型速格键与高徽浆进行贴合并填充管道接口缝隙的一种管道非开挖修复技术.垫衬法可有效提高供水管道的过流量、耐腐蚀性与防渗漏性能,避免大规模开挖与修复.为研究垫衬法修复对管道承载力和变形能力的提升效果,采用垫衬法对现有DN400球墨铸铁供水管道的承插式接口进行修复,在外部无覆土、管内注水条件下,对修复后球墨铸铁供水管道承插式接口进行拟静力拉拔与弯曲试验,分析了修复后管道接口的轴向抗拔与横向抗弯曲的力学性能与破坏模式,建立了修复后管道接口失效判定准则.对比垫衬法修复前后管道接口的力学性能表明,该方法能显著提高管道接口的抗拉、抗弯承载力.本试验研究成果为管道垫衬法修复技术的适用性与施工工艺的提升提供了必要的试验数据与理论依据.

碳镍含量对耐铝液腐蚀低合金灰铸铁组织和性能的影响

热电偶保护套管是保证热电偶在高温熔体中正常工作的关键部件。在目前实际应用的热电偶保护套管低合金灰铸铁成分基础上,设计了少碳组、含镍组来研究碳和镍对低合金灰铸铁组织、力学性能及耐铝液腐蚀性的影响。结果表明:低合金灰铸铁在减少碳含量后,珠光体、碳化物数量增加,石墨、铁素体和共晶团含量减少,力学性能提高,耐铝液腐蚀性降低;添加镍后,珠光体、共晶团及石墨组织含量增加,碳化物数量变化不大,力学性能变化不明显,而耐铝液腐蚀性提高;在铝液对低合金灰铸铁的腐蚀过程中,基体和铝液间形成由FeAl_3相和Fe_2Al_5相组成的合金层。

海水全浸区钢铁的防腐蚀技术研究进展

海水全浸区为海底泥土之上海水低潮线以下的常年海水覆盖区,海水的平均NaCl质量分数为3.5%,是一种天然的具有强腐蚀性的介质,很多海洋工程及装备由于海水的腐蚀而被损坏,严重影响海洋工程及装备的服役寿命,海洋工程用钢防腐蚀技术的研究一直备受腐蚀工作者的广泛关注。分析了海水全浸区钢铁腐蚀的腐蚀机理和影响因素,针对目前海水全浸区钢铁腐蚀常用的涂层防护技术、海洋生物防污技术、牺牲阳极阴极保护技术、外加电流阴极保护技术和选用耐海水腐蚀钢5种技术进行了总结概括,阐述了各类防腐蚀技术的创新性研究成果,包括采用了合成材料、纳米填料和超疏水表面的新型涂层防护技术,实现了仿生功能和超光滑表面的海洋生物防污技术,具有高耐蚀性能的牺牲阳极材料,选用经过表面氧化处理和表面激光蚀刻的耐海水腐蚀钢等。分析了5种防腐蚀技术在海水全浸区使用的优缺点,提出单一防腐蚀技术在海水全浸区对钢铁材料难以实现长期保护。最后,基于当前各类防腐蚀技术的研究现状,对未来关于海水全浸区钢铁防腐蚀技术的研究方向进行了展望,整合各类防腐蚀技术,优势互补,实施联合防护,实现海水全浸区钢铁的长效防腐,开发新型防腐材料和新型防腐蚀技术,以期为海洋环境中钢铁防腐蚀技术的研究与设计提供思路。