化学镀重现千百年前的美丽

化学圈李先生 2024-11-13 22:20:42

牛飞

鎏金器物出现坑坑洼洼的残缺,借助化学镀的方法,可以对其成功修复,让它重现千百年前的美丽。这其中有哪些化学原理呢?让我们一起来看看吧!

如烹饪的化学镀

化学镀是表面处理技术的重要方式之一。表面处理技术可以在基体材料表面,加工形成一层与基体的物理、化学性能不同的表层,从而达到耐腐蚀、耐磨损、美观的目的。

表面处理技术在中国有着悠久的历史,例如,河南安阳殷墟遗址出土的虎面镀锡铜盔(头盔)、闻名中外的越王勾践剑、秦始皇陵兵马俑坑出土的经过铬(gè)酸盐钝化处理的青铜镞(zú,安装在箭杆前端的锋刃部分)。

作为表面处理技术的重要方式之一,化学镀是在含有金属离子的溶液中,使用还原剂,将金属离子(金属离子在化学反应中,充当氧化剂)还原成金属。金属沉积在基体材料表面,就形成了致密镀层。

化学镀过程的本质是氧化还原反应,金属沉积不是通过固液两相间的金属原子和离子交换实现的(即基体材料没有参与反应),而是液相离子通过与液相中的还原剂反应,在金属或非金属表面还原沉积实现的。

这里有些难理解,我们来一一解释一下:相是材料学里很重要的一个概念,是指材料中,物理、化学性质完全均匀的区域。

目前应用最广的一种化学镀层—化学镀铜,还原剂(主要是甲醛)与金属离子(铜离子)在碱性条件下发生反应,即

中国古人有云:“治大国如烹小鲜。”其实,化学镀也和生活中的烹饪过程是很像的。影响其效果的主要因素包括:

给文物“做手术”

化学镀在工业中应用广泛,但在文物修复领域属于一种创新。它可使局部磨损的文物加厚或恢复尺寸。

给文物“做手术”,必须在不改变文物原状和真实性、最小干预、可识别、与整体协调等原则上进行。因此,化学镀并非直接作用在文物本体,而是作用在补配部位。所谓补配,是在文物残缺部位,使用各种材料进行回填塑形,使其外形恢复完整。

在实际修复中,补配部位很难浸泡,因此工作人员常用蘸取溶液的棉花敷于其上,再覆盖一层保鲜膜,每半小时更换一次棉花。用这种方法获得的化学镀铜层比较薄,对底色的覆盖作用有限,但已具备导电性。在此基础上,工作人员会根据不同材质,选择电刷镀金或电刷镀铜,获取金色、黑色、枪色等各种颜色,由此形成了多层组合结构的镀层。

化学镀让修复后的器物达到了“远看一致,近看可识别”的效果。随着科技的进步,更多手段有望被用于文物修复,让我们期待更多文物能重现风采!

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化学圈李先生

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