{首页主词},&

聚苯胺涂層技術：為博物館鋼制文物提供防腐蝕新方案 · 下

2024-10-24 11:39:27 作者：PCI可名文化來源：PCI可名文化分享至：

「摘要」

因為從埃及 Al-Qala 軍事博物館獲得的鋼制矛頭具有重要的考古價值，所以本研究的目的是驗證在這些矛頭上應用無暇聚苯胺涂層的可行性，以保存并保護它們免受腐蝕。利用X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡(SEM)和能量色散X射線能譜（EDX）表征矛頭的化學成分和微觀結構。矛頭為鋼制結構，因為它們表面有氧化鐵涂層和其他腐蝕產物，所以需要在矛頭上電化學沉積一層無暇聚苯胺涂層，這種方法既快速又便宜。我們采用多種腐蝕測試來確定涂層的有效性，如電化學阻抗譜和動電位極化（PDP）讀數。

鋼制矛頭的研究結果表明，在涂覆無暇聚苯胺后，其抗腐蝕能力有了顯著提高，這種涂層起到了屏障的作用，阻擋了水和其他腐蝕性物質，而且減緩了腐蝕副產物在矛頭上積聚。總之，我們的研究表明，無瑕疵的聚苯胺涂層可能是古代鋼鐵文物的一種有效防腐處理方法，而且這種方法簡單、廉價而且很容易擴展到大規模的保護工作中。

關鍵詞：保存、環保涂層、腐蝕控制、矛頭、表面表征、考古鋼矛

*關注我們，下期敬請期待！

作者 | Mohamed M. Megahed 1, Noha H. Elashery,

Saleh M. Saleh & Ashraf M. El?Shamy

結果與討論

1、表面表征

我們采用了多種分析技術來全面表征埃及Al-Qala軍事博物館館藏的古代鋼制矛頭的表面特征。這些研究表明，矛頭的主要成分是鋼和和少量微量元素。此外，表面分析還揭示了腐蝕和礦物沉積的存在。應用各種方法產生了顯著的結果，為了解這些重要考古文物的環境條件和保存歷史，我們利用金相學和掃描電子顯微鏡（SEM）以及能量色散光譜（EDS）檢查了從考古遺址中挑選出來的樣本，這種細致的分析有助于識別用于制作矛頭的特定鋼合金。如圖 2a、b 所示，這些在檢查過程中觀察的結果進一步確定了金屬表面的銹斑。

我們還使用 X 射線衍射（XRD）對腐蝕副產物進行了補充研究，同時通過 X 射線熒光（XRF）分析評估了金屬成分，這些全面調查的結果為了解古代鋼矛頭的成分和狀況提供了寶貴的見解，為保護工作做出了重大貢獻并豐富了我們對其保存歷史的理解。總之，我們應用了大量的分析技術來研究古代鋼矛頭，闡明了有關其成分、腐蝕模式和與環境相互作用的關鍵信息，這些知識對于保存這些具有歷史意義的文物起著關鍵作用，可以確保它們經久不衰，供后代研究和欣賞。

圖 2. (a) 針對從矛頭中取出樣本的ME圖，顯示出表面分散的煤球、點蝕和微裂紋 (b) 針對從矛頭中取出的第二個樣本的ME圖，顯示了分散在表面上的煤球和縫隙腐蝕

掃描電子顯微鏡與能量色散光譜儀（SEM-EDS）的結合是一種揭示材料表面化學和結構的強大方法。在研究矛頭的腐蝕過程時，SEM-EDS 分析在檢查腐蝕產物方面發揮了重要作用。通過 SEM-EDS 檢查可以辨別出包括鋼、氧、碳和硫在內的元素組成，從而深入了解腐蝕性質和促成腐蝕的環境因素。

值得注意的是，碳和硫的存在可能表示腐蝕過程中形成了硫化物或碳化物，而鋼和氧的共存則表明存在氧化腐蝕。此外，SEM-EDS 提供了有關腐蝕產物形態、尺寸和分布的詳細信息，這有助于更細致地了解銹蝕對矛頭機械性能的影響，并闡明其形成的過程。通過 SEM-EDS 分析矛頭表面的腐蝕產物，可以獲取有關腐蝕過程、腐蝕程度以及材料特性變化的重要信息。SEM 檢查整個金屬顯示出明顯的腐蝕，如圖 3a、b 所示，證實了金相分析的結果。此外，如圖 4a、b 所示，我們還從矛頭中提取了兩個離散樣本進行 SEM 研究。圖 5 和圖 6 顯示了 SEM-EDS 圖像以及已識別的元素成分。

圖 3.（a）從矛頭中取出的第一個樣本的 SEM圖，圖像顯示了縫隙腐蝕和表面破壞（200 倍）（b）從矛頭中取出的樣本的 SEM圖，圖像顯示了縫隙腐蝕破壞了表面，并且通過 SEM 掃描可以查看矛頭的元素組成

“X 射線衍射”（XRD）是指一種通過分析 X 射線與樣品相互作用時的散射角來確定材料成分的技術，這種方法可以推斷出被檢查物質的晶體結構。通過對腐蝕產物進行 XRD 檢查，可以鑒定構成這些產物的礦物或化合物。這一見解對于理解腐蝕的根本原因和制定減輕或阻止將發生腐蝕的策略至關重要。根據副產物的性質和形成條件，可以在腐蝕產物的 XRD 分析中辨別出氧化鐵（例如鐵銹）、硫化銅和碳酸鈣等礦物和化合物。我們對矩形物體和圓形環進行取樣，然后使用配備 Cu K 輻射的飛利浦 X 射線衍射儀對覆蓋在物體上的腐蝕產物進行分析，表 2 和表 3 詳細地提供了研究中發現的化合物。

為了評估矛頭鋼合金中碳和硫含量，采用 ELTRA CS-2000 碳/硫分析儀進行分析，它顯示合金中含有 0.93% 重量的碳和0.15%重量的硫。使用 X 射線衍射來識別鋼表面的腐蝕產物，如圖 7 和 8 以及表 2 和 3 所示，仔細檢查發現腐蝕副產物中含有微量的鋼氧化物，包括赤鐵礦（Fe₂O₃）、磁鐵礦（Fe₃O₄）和針鐵礦（FeO(OH)），以及腐蝕副產物主要是石英（SiO₂）和方解石（CaCO₃）。這些文物受到嚴重的腐蝕，歸因于它們埋藏的沙質土壤³¹。

圖 4. (a) 從矛頭中取出的第二個樣本的SEM圖，顯示縫隙腐蝕和表面破壞（200x）（b）從矛頭中取出的第二個樣本的SEM圖，圖像顯示金屬點蝕侵蝕，并且通過 SEM 掃描查看矛頭的元素組成

圖 5. 對于來自矛頭的樣品的SEM&EDS，圖像顯示縫隙腐蝕破壞了表面，并通過 SEM&EDS 掃描查看矛頭的元素組成

圖 6. 對于從矛頭中取出的第二個樣本的SEM&EDS，圖像顯示了金屬點蝕侵蝕，并通過 SEM&EDS 掃描查看矛頭的元素組成

表 2. 顯示了矛頭表面形成的腐蝕產物的 XRD 分析結果

表 3. 顯示了矛頭表面形成的腐蝕產物的 XRD 分析結果

圖 7. 顯示了矛頭表面形成的腐蝕產物的 XRD 圖形

圖 8. 顯示了矛頭表面形成的腐蝕產物的 XRD 圖形

2、電化學測量

2.1 開路電位測量

開路電位（OCP）作為一種自由腐蝕電位測試來確定金屬在其工作環境中的自然電位，其測量通常在不施加任何電流的情況下進行。與手稿中的不準確描述相反，OCP測量不涉及施加交流電或特定頻率，它們是在開路條件下測量的，沒有任何電流流過系統。我們對這一錯誤深表歉意，并立即修改稿件中的相關部分，以準確描述OCP測量作為不施加任何電流的自由腐蝕電位測試，確保與標準腐蝕測試程序保持一致。腐蝕是金屬與周圍環境相互作用時發生老化的自然過程。在考古遺址中發現的鋼制矛頭由于長時間暴露在自然環境中，所以特別容易生銹，可以采用各種方法（包括涂層、犧牲陽極和抑制劑）來保護這些文物并防止它們腐蝕。

在實施防腐方法之前，評估文物上現有的腐蝕情況至關重要，而開路電位（OCP）方法在確定鋼制矛頭的腐蝕程度方面非常有用，該方法涉及測量標準電極和鋼矛頭之間的電壓降，且能夠提供有關鋼制武器的腐蝕行為、潛在腐蝕和腐蝕速度的信息。為了獲得準確的 OCP 測量結果，必須清除鋼矛頭上可能影響讀數的任何表面污染物。此外，在矛頭表面放置一個參考電極，以便觀察隨時間變化的電位差，所收集的信息有助于確定腐蝕的嚴重程度和評估預防措施的有效性。雖然OCP方法是一種有價值的非破壞性方法，但也可以考慮使用其他方法（例如電化學阻抗譜和線性極化電阻法）來評估古代遺址中鋼制矛頭的腐蝕和防腐情況。

如圖 9 所示，在電化學測試過程中，必須密切監測 OCP 值直至其趨于穩定，才能確保測試成功。3.5% NaCl 溶液的電位值范圍從 10 到 100 ppm，表明濃度和電位值之間存在明顯的關系。溶液濃度的增加與電位值的上升相關，表明這兩個變量之間存在聯系。值得注意的是，我們通常認為電解質中聚合物濃度為 100 ppm 時是處理合金的理想濃度，因為超過此濃度會導致抑制劑分子積聚在特定位置，從而刺激腐蝕³²。

圖 9. 不含和含有不同濃度聚苯胺作為緩蝕劑的 3.5% NaCl 溶液中低碳鋼的OCP圖

2.2 動電位極化曲線

金屬和合金腐蝕行為的研究需要采用電位極化測試等重要的電化學方法。在這些實驗中，以一致的速率對金屬表面電位進行連續掃描可記錄由此產生的電流響應。該測試涉及浸沒在電解質溶液中的兩個電極（工作電極和參比電極）之間施加的微小電位差，隨后監測電位隨時間變化的線性變化，從而得到一條電流與電位關系的極化曲線，該曲線說明了電流密度如何隨施加電壓的變化而變化，其中陽極區和陰極區分別代表腐蝕和預防腐蝕。腐蝕電位、腐蝕電流密度和極化電阻等參數可以從極化曲線中得出，從而深入了解腐蝕易感性和腐蝕保護措施的有效性。

電化學實驗（尤其是動電位極化測試）中電位范圍的選擇受研究目標和材料電化學行為的影響，選擇相對于陽極范圍更高的陰極電位范圍有幾個目的：首先陰極反應通常涉及還原過程，如氧氣還原或氫氣釋放，這在腐蝕研究中至關重要；其次擴大陰極電位范圍使我們能夠捕捉和分析這些反應的細節，有助于全面了解材料的電化學行為；此外，設置更低的陰極電位限值有助于保護材料免受劇烈的陽極反應，從而最大限度地降低因陽極溶解過度而導致腐蝕的風險³³，而且電化學系統的復雜性需要更廣的電位范圍，這樣才能使我們全面探索陽極和陰極反應。在選擇合適的電位范圍時，需仔細考慮所研究的具體腐蝕機制和現象，我們通常會進行初步實驗，從而根據材料的預期行為和研究目標確定合適的電位范圍³⁴。

總之，在電化學實驗中，特意選擇相對于陽極范圍更高的陰極電位范圍，旨在捕捉陰極反應、保護材料并徹底了解其電化學行為。所選電位范圍應與研究目標和預期的電化學過程相一致³⁵。表 4 和圖 10 列出了在不受控制和受抑制的3.5% NaCl 溶液中隨著聚苯胺濃度的增加而進行的動電位極化實驗的結果。

我們觀察到的結果歸因于聚苯胺在電極表面的抑制機制，隨著聚合物濃度的增加，會形成一層厚層，從而阻礙進一步溶解。事實證明，聚苯胺是鹽介質中低碳鋼的有效緩蝕劑，而且在聚合物濃度為 100ppm 時具有明顯的影響。

根據實驗結果計算出腐蝕電位、Tafel斜率、腐蝕電流密度、腐蝕速率、抑制效率和極化電阻等參數，它們為了解腐蝕行為提供了寶貴的信息。為了優化反應堆系統性能，同時最大限度地降低腐蝕速率，我們確定 100ppm 的聚合物濃度為最佳濃度。由于聚苯胺中存在氮原子和氧原子，所以電極表面的高電子密度可能有助于提高其效率³⁶。雖然假設極化曲線呈線性關系時，Tafel斜率通常用于計算腐蝕速率，但我們承認線性可能存在偏差，尤其是在復雜的腐蝕系統中。

為了解決這個問題，我們結合了多種電化學技術，包括電化學阻抗譜（EIS）和動電位極化讀數，來確定腐蝕速率。EIS 提供了更全面的電化學過程視圖，可以深入了解電容和電阻成分，從 EIS 實驗中獲得的Nyquist圖對于分析腐蝕行為和評估聚苯胺涂層的有效性至關重要。我們的研究主要依靠 EIS 來估算腐蝕速率，但我們承認僅從極化曲線推斷推斷腐蝕速率值的局限性³⁷。

極化電阻是電化學阻抗譜（EIS）中的一個關鍵參數，通常用于評估材料的腐蝕速率，它通常從 EIS 測量中獲得的Nyquist圖得出。極化電阻（Rp）與電荷轉移電阻（Rct）相關，這兩個術語經常互換使用，尤其是在腐蝕研究中。Nyquist圖是從 EIS 測量中獲得的阻抗數據以圖形式表示，它通常由一個半圓和一個線性區域組成。在Nyquist圖中，半圓表示電荷轉移過程，該半圓的直徑（半圓與實軸相交的點到虛軸截距的距離）與極化電阻有關。極化電阻（Rp）可以使用以下公式計算：

其中：ρ為電解質電阻率；D為半圓直徑。

或者，也可以根據動電位極化實驗中獲得的Tafel斜率來確定極化電阻。在這種情況下，極化電阻（Rp）由以下公式給出：

其中：β是從動電位極化曲線的線性部分獲得的Tafel斜率。

表 4. 不含和含有不同濃度聚苯胺作為緩蝕劑的 3.5% NaCl 溶液中低碳鋼的電化學參數和抑制效率

圖 10. 不含和含有不同濃度聚苯胺作為緩蝕劑的 3.5% NaCl 溶液中低碳鋼的PD 圖

3.2.3 電化學阻抗譜

在電化學阻抗譜（EIS）實驗中選擇合適的頻率范圍是該方法的一個關鍵方面。我們決定使用 0.01Hz 至 105 Hz 的頻域是基于我們研究的具體目標和預期的電化學現象等幾個方面的考慮³⁸。雖然將頻率范圍擴大到 100 kHz 可以揭示更多的電化學現象，但所選范圍應取決于系統的性質和預期的腐蝕過程³⁹。在研究中，我們重點研究了在模擬海水環境中古代鋼矛頭上無瑕聚苯胺涂層的腐蝕行為和保護特性，所選范圍旨在捕捉與腐蝕和涂層性能相關的電化學過程⁴⁰。該范圍通常足以評估此類系統中的耐腐蝕性、涂層有效性和阻抗響應。雖然金屬-溶液界面處存在孔隙很重要，但我們認為所選的頻率范圍應該符合我們特定的研究目標⁴¹。我們承認突出顯示的句子可能會造成混淆，所以將對其進行修改，以更精確地描述所使用的頻率范圍，強調其與我們研究目標的相關性⁴²。

阻抗數據通常以Nyquist圖（圖 11a）中的頻率表示，呈現半圓圖形，其中半圓表示電荷轉移電阻（Rct）以及與表 5 中概述的關鍵 EIS 參數相關的阻抗⁴³。半圓與 x 軸相交的點表示雙層電容（Cdl）占主導地位的頻率，它有助于深入了解系統的行為。Nyquist圖對于計算各種 EIS 參數（包括 Rct、W、溶液電阻（Rs）和 Cdl）非常有用，能夠全面了解電化學系統的動力學和傳輸過程⁴⁴。圖 11a 中的Cdl 呈半圓形，且根據 3.5% 氯化鈉溶液中聚苯胺濃度的不同而呈現不同的頻率，表明薄膜處于發展的早期階段⁴⁵。

Nyquist圖在揭示系統的電化學行為方面起著至關重要的作用，為腐蝕機制和防護措施的有效性提供了寶貴的見解⁴⁶。圖 11b 所示的Bode圖提供了一種分析電化學系統頻率響應的方法，它描繪了阻抗幅度和相位角，而且與濃度相關的阻抗增加是線性的，突出了Bode圖在評估系統中的電阻和電容成分方面的重要性。Bode圖和Bode相位圖有助于了解驅動系統行為的物理機制⁴⁷。圖 11c 中的相位角顯示隨著聚苯胺濃度的增加會導致相位角上升及頻率向下偏移，表明保護層的形成⁴⁸。我們利用 Randle 等電路模型發現聚苯胺濃度越高，Rct 越大，緩蝕效果越好。相位角、頻率和保護層之間建立的相關性證明了 EIS 參數在闡明電化學系統動力學方面的實用性⁴⁹。

等效電路建模（如圖 11d 所示）是 EIS 中描述系統電氣行為的常用技術，所選的等效電路具有兩個電阻和一個電容器，其目的是評估無暇聚苯胺涂層在模擬海水環境中的有效性⁵⁰。雖然更復雜的電路也可以解釋吸附層和詳細的界面現象，但簡化方法允許我們認識更廣泛的腐蝕行為和涂層影響。我們選擇更簡單的電路是在捕捉詳細界面現象和保持研究范圍和目標之間的權衡。在未來專注于吸附層或更復雜的界面過程的研究中，不同的電路配置可能更合適⁵¹。

要推斷電化學阻抗譜（EIS）數據中觀察到的電容是雙層電容還是特定成分的電容（例如您案例中的聚苯胺電容），需要仔細分析頻率響應和實驗條件 ⁵²。雙層電容通常在Nyquist圖的高頻區域表現為一個半圓，該半圓的直徑與雙層電容有關。在Bode圖中，雙層電容在高頻下導致相位角接近 -90°。

與聚苯胺氧化還原過程相關的電容可能反映在Nyquist圖低頻區域的峰值或肩峰等特征處或者反映在Bode圖中的偏差 ⁵³。雙層電容主要在較高頻率下即通常高于 0.1 Hz觀察到。與聚苯胺氧化還原過程相關的電容可能在較低頻率（低于 0.1Hz）處為主。雙層電容受電解質性質和特定實驗條件的影響，導致它通常更依賴于電解質成分。

與聚苯胺相關的電容可能更多地受到材料的氧化還原活性特性和特定電化學條件（如電位和 pH值）的影響⁵⁴，在不同電位下進行 EIS 測量以探索電容如何變化。雙層電容與電位有關，而與聚苯胺相關的電容可能表現出氧化還原峰或低頻阻抗的變化。使用不含聚苯胺的系統進行對照實驗，以觀察雙層電容的基線行為。使用等效電路模型擬合 EIS 數據。包括代表雙層電容以及與聚苯胺等特定電活性成分相關的其他電容，從擬合結果中提取電路元件的值，并觀察它們與雙層電容和聚苯胺電容的預期行為的關聯。

我們研究了關于聚苯胺 EIS 的先前研究或文獻，以了解與聚苯胺電容相關的典型頻率響應和特征。如果聚苯胺是您的系統中的重要組成部分，請考慮與聚苯胺電化學專家合作以深入了解其在 EIS中的預期電化學行為⁵⁵。您可以通過仔細考慮這些因素并進行額外的實驗，從而提高推斷 EIS 數據中觀察到的電容是雙電層電容還是聚苯胺電容的信心。請記住解釋可能是系統特定的，與相關領域的專家合作可能會有所幫助。

圖 11. 不含和含有不同濃度聚苯胺的 3.5% NaCl 溶液中低碳鋼的 EIS 圖 (a) Nyquist圖 (b) Bode圖 (c) 相位圖 (d) 等效電路

表 5. 不含和含有不同濃度聚苯胺的 3.5% NaCl 溶液中低碳鋼的電化學阻抗參數和抑制效率

3.3 抑制機制

鋼鐵因固有的強度和耐用性成為各種應用中備受青睞的金屬。然而，鋼材易腐蝕的特性也給我們帶來了巨大的挑戰，隨著時間的推移，可能會導致大面積損壞或完全腐蝕。這種脆弱性在鋼制矛頭和其他古代文物中尤為明顯，因此亟需采取有效的防腐蝕策略來保護這些歷史文物⁵¹。聚苯胺涂層是一種新穎且有前途的防腐方法，它是一種具有出色的阻隔性能和作為犧牲陽極能力的導電聚合物，可以提供卓越的防腐蝕保護。

本研究專門探討了無暇聚苯胺涂層在防止鋼矛頭腐蝕方面的功效。在評估涂層的有效性之前，采用了細致的清潔和預處理程序來消除矛頭上任何殘留的腐蝕產物⁵⁶。聚苯胺涂層的涂覆采用簡單的浸涂法，涂敷后的矛頭經過鹽霧試驗以模擬環境條件。研究結果表明，聚苯胺涂層具有出色的防腐蝕性能，即使長時間暴露在鹽霧試驗中，涂層矛頭也表現出最小的腐蝕性能。與此形成鮮明對比的是，未經處理的矛頭在相對較短的時間內就出現了嚴重的腐蝕損壞。聚苯胺涂層的成功歸功于它作為保護盾的作用，能有效地保護鋼表面免受大氣腐蝕。

此外，聚苯胺的電特性使其成為理想的犧牲陽極，進一步增強了其保護能力⁵⁷。總之，這項研究強調了聚苯胺涂層作為保護矛頭等鋼制考古文物免受腐蝕的有效手段的潛力。該研究提倡進一步研究聚苯胺涂層的年限及其對更廣泛鋼鐵文物的適用性⁵⁸。聚苯胺緩蝕性能的基本機制涉及金屬表面腐蝕性物質的吸附。金屬表面的氮原子和氧原子可作為其他元素離子的螯合位點，促進其與有機分子形成復合物⁵⁹。

我們通過研究聚苯胺的活性位點、與 Fe³⁺ 離子的相互作用模式以及穩定的 Fe-聚苯胺復合物的形成，研究了聚苯胺在 3.5% NaCl 環境中防止低碳鋼腐蝕的功效。物質表面的聚苯胺吸附層在防止腐蝕方面起著至關重要的作用，其中包括化學吸附和物理吸附以及靜電相互作用和電荷共享。鋼、氧原子和氮原子之間可能存在Fe-多苯胺絡合物，有助于形成保護層。這些結果與研究中提出的假設一致^60–63。

3.4 保護過程

為了確保從考古發掘中獲得的鋼矛能夠長久保存，對它們進行保護處理勢在必行。埃及 Al-Qala 軍事博物館收藏了大量類似的文物，并強調了對這些歷史文物實施有效保護策略的重要性。其中一種方法是應用無暇的聚苯胺涂層，這種涂層因其良好導電性和強附著力而聞名，使其成為保護工作中廣泛使用的涂層材料⁶⁴。因為聚苯胺具有卓越的性能，所以可以抵御潮濕、陽光和溫度波動等環境。在鋼矛上涂上無暇的聚苯胺涂層是一種防腐措施，它可作為金屬和外部大氣之間的物理屏障，從而防止因生銹而導致性能下降。在涂覆這種涂層的過程中采用了電化學聚合法，該過程首先生成苯胺單體溶液，然后電流通過該溶液，導致在鋼矛表面形成一層薄薄的聚苯胺涂層⁶⁵。

聚苯胺涂層除了應用于硬幣和雕塑之外，它已被證明可有效保護各種古代工具和金屬文物。在埃及 Al-Qala 軍事博物館的環境下，鋼矛將受益于無暇聚苯胺涂層的保護，從而防止其腐蝕66。保護措施通常涉及清潔，清潔方法的選擇取決于文物的成分、當前狀況和預期的保護目標等因素。鑒于所有矛頭都表現出類似的凝結物和硬殼，使得機械清潔方法具有挑戰性。因此，我們選擇了化學清潔工藝，并輔以細致的機械清潔。

綜合療法包括多個步驟，首先使用肥皂溶液去除污垢和油污。隨后，使用檸檬酸和硫脲溶液溶解腐蝕物，然后用去離子水沖洗以去除可溶性腐蝕產物。機械刷洗和浸泡在氫氧化鈉溶液中可以中和酸性狀態，最后沖洗和干燥⁶⁷。為了防止有害化學物質在各種材料之間積聚，對矛頭采用腐蝕緩解劑進行保護，該過程的詳細步驟如圖 12a-f 所示。

總之，無瑕聚苯胺層的應用證明是一種有效而細致的保護考古遺址鋼矛的策略。這些措施確保這些寶貴的文物將將留存下來供后人欣賞和研究⁶⁸。對一件收藏在埃及開羅 Al-Qala 博物館的19世紀矛頭的腐爛狀態的調查涉及目視檢查、金相顯微鏡和掃描電子顯微鏡以及能量色散光譜法。在以鋼為主的矛上發現了點蝕、微裂紋和嚴重腐蝕等退化點。在樣品中還檢測到了夾雜在鋼片中的木炭。腐蝕產物的 XRD 檢查顯示其中存在赤鐵礦、鐵磁鐵礦、磁鐵礦、石英和方解石。矛頭主要由低至中等碳含量的合金鋼組成。直到十九世紀中葉，鍛鋼主要用于拉桿、皮帶和釘子。爐渣是韌性 α- 鋼基體不可或缺的一部分，在鍛鋼的微觀結構中起著重要作用。但是由于沒有鈍化層，因此必須對金屬物品采取防腐措施^69,70。

圖 12. (a-e) 展示的是處理和保護之前的矛頭組，而圖 (f) 展示的是處理和保護之后的矛頭組

3.5 結果解釋

本次調查的重點是埃及開羅 Al-Qala 博物館展出的一支 19 世紀的矛頭，其目的是以目視檢查作為初步方法評估其腐蝕狀況⁷¹。我們為了量化腐蝕速率、估算轉化為腐蝕產物的橫截面積以及確定腐蝕深度，采用了金相顯微鏡、帶有能量色散譜的掃描電子顯微鏡（SEM&EDS）和 Inspect S 50（FEI）等分析技術，通過這些技術揭示了矛頭的化學成分、微觀結構和表面特性，分析結果列于表 1 和表 2 中。我們還使用 X 射線衍射（XRD）對腐蝕副產物進行了檢查，表 3 列出了已確定的腐蝕副產物，并確認到它們對環境的依賴性⁷²。

如圖 8、9、10、11 和 12 所示，金相學和掃描電子顯微鏡分析證實了矛頭存在點蝕、微裂紋和嚴重腐蝕現象。許多金屬天生傾向于恢復到更穩定的腐蝕形態，這突出表明了保護金屬物體免受可能引起腐蝕的元素和雜質影響的必要性。雖然在腐蝕過程中形成的氧化膜通常起到絕緣屏障的作用，即形成一層稱為鈍化層的保護層，但鋼很少形成這樣的保護層⁷³。在電解質存在下模擬微型原電池，其中被氧化物斑塊屏蔽的特定區域成為陽極，而其他區域則成為陰極。如果沒有額外的涂層來防止腐蝕，鋼將繼續腐蝕直到沒有金屬殘留（70）。

盡管化學微量分析可以為木炭還原鋼提供有價值的見解，但金相檢查揭示了鋼晶粒之間的炭化細節（圖 8、9 和 10）⁷⁴，闡明了在小型熔爐中使用木炭從礦石中回收鋼的歷史方法，由此產生的“鋼坯”由鋼粒和非金屬礦石成分組成，形成“爐渣”。鋼坯和碳之間長時間的接觸導致形成一種鋼和碳的合金即鋼。

空氣冷卻達到平衡狀態，產生一種稱為珠光體的微觀結構。然而，淬火可以提高鋼的硬度，我們使用維氏金字塔硬度 (VPH) 標度測量金屬的硬度。碳/硫分析儀測定出合金中碳含量為 0.93wt. %，硫含量為 0.15wt. %^75-78。矛頭鋼合金的選擇符合歷史慣例，即鑄鋼具有高碳濃度（超過 2% 但通常低于 5%），鍛鋼具有低碳含量（不超過 0.35%）。

直到十九世紀中葉，鍛鋼的主要用途是拉桿、皮帶和釘子^79,80，它的特點是其微觀結構主要由韌性鋼（鐵素體）基體和爐渣夾雜物組成^81-83。鍛鋼的熔點為 1535℃，其延展性和強度隨著加工而增加。X 射線衍射顯示赤鐵礦、針鐵礦、磁鐵礦、石英和方解石是腐蝕產物（Fe₃O₄）的主要成分，鋼表面形成的氧化物和氫氧化物層提供了一定的保護^84,85。馬氏體的存在并不一定表示有意使用鋼。然而，鐵匠的技術對于生產出均勻的金屬板和最少的爐渣雜質至關重要。

矛頭金屬部件的腐蝕產物包括石英、方解石、針鐵礦、磁鐵礦和赤鐵礦。采用的清潔程序包括 5% 檸檬酸溶液和 1% 硫脲，然后進行機械清潔，并在 2% 氫氧化鈉溶液中浸泡。檸檬酸雖然一般無害，但應謹慎處理，尤其是對于某些類型的鋼，因為可能會造成氫脆 ^86-93。機械清洗方法如鋼絲刷，應謹慎進行，并考慮鋼的類型和酸處理的時間長短。頑固的沉積物可能需要更多的時間進行機械清除，可以使用檸檬酸浸泡來完成清潔，同時最大限度地減少進一步的損壞。這項研究強調了歷史文物的保存策略的重要性，并為 19 世紀鋼矛頭的成分和腐蝕特性提供了寶貴的見解^94-96。

結論

我們使用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡、能量色散光譜（EDS）、X 射線衍射（XRD）和碳/硫分析儀對鋼制考古文物進行了細致的檢查和分析，主要目的是查明含氯化物是造成這些文物腐爛的原因。我們觀察到吸附的氯化物（Cl）似乎存在并在腐蝕過程中起著重要作用，導致文物在發掘過程中隨之腐爛。

眾所周知，氧氣、水、氯離子和空氣中的污染物等因素會導致金屬腐蝕。因此，我們必須建立一個能夠抵御這些腐蝕性元素的環境。為了有效地保存鋼制物品，應將它們展示在溫度穩定、相對濕度低，并且沒有空氣中的污染物（包括氧氣、水和氯離子）等受控條件下。

值得注意的是，塑料袋不適合儲存鋼制品，因為它們容易吸收水分、灰塵和污垢，這些滯留的水分會提高袋子內的相對濕度，從而形成更有利于腐蝕的環境。因此，我們建議使用聚乙烯袋，并在袋子上打孔以保證空氣流通。但是避免使用聚氯乙烯（PVC）袋，因為它們可能會釋放氯化氫這一可以腐蝕大多數金屬的酸性氣體。

此外，研究結果表明，我們使用含有3.5%氯化鈉和聚苯胺的溶液可以有效抑制低碳鋼的腐蝕。值得注意的是，抑制程度與濃度成正比，濃度為100ppm 時抑制水平達到約98%。此外，數據表明濃度與腐蝕抑制效果（ppm）呈反比關系，阻抗測量提供了進一步的證據，即顯示保護膜的雙層電容降低，電荷轉移電阻增加。這些結果表明，與其他類型的保護膜相比，該保護膜可能相對較厚且致密。

-END-

#參考文獻（滑動查看）：

1. Frank, H. Good year, archaeological site science. pp 131–132 (1988).

2. Yang Sook, K. & Istvan, S. Cleaning of corroded iron artifacts using pulsed TEA CO2 and Nd: YAG lasers. J. Cult. Herit. 4, 129–133 (2003).

3. Hefter, G., North, A. & Tan, S. Organic corrosion inhibitors in neutral solutions; part-I Inhibition of steel, copper, and aluminum by straight chain carboxylates. Corrosion 53(8), 657–667. https://doi.org/10.5006/1.3290298 (1997).

4. Alkharafi, F. M., El-Shamy, A. M. & Ateya, B. G. Comparative effect of tolytriazole and benzotriazole against sulfide attack on copper. Int. J. Electrochem. Sci. 4, 1351–1364 (2009).

5. Mirambet, F., Reguer, S., Rocca, E., Hollner, S. & Testemale, D. A. Complementary set of electrochemical and X-ray synchrotron techniques to determine the passivation mechanism of iron treated in a new corrosion inhibitor solution specifically developed

for the preservation of metallic artifacts. Appl. Phys. A 99, 341–349 (2010).

6. Sherif, E. M., Abbas, A. T., Gopi, D. & El-Shamy, A. M. Corrosion and corrosion inhibition of high strength low alloy steel in 2.0 M sulfuric acid solutions by 3-amino-1,2,3-triazole as a corrosion inhibitor. J. Chem. https://doi.org/10.1155/2014/538794 (2014).

7. Bethencourt, M., Botana, F. J., Calvino, J. J., Marcos, M. & Rodriguez-Chacon, M. A. Lanthanide compounds as environmentally friendly corrosion inhibitors of aluminum alloys: A review. Corros. Sci. 40(11), 1803–1819. 00077-8 (1998).

8. Sabirneeza, A. A. F., Geethanjali, R. & Subhashini, S. Polymeric corrosion inhibitors for iron and its alloys: A review. Chem. Eng. Commun. 202(22), 232–244. https://doi.org/10.1080/00986445.2014.934448 (2015).

9. Sherif, E. M., Abbas, A. T., Halfa, H. & El-Shamy, A. M. Corrosion of high strength steel in concentrated sulfuric acid pickling solutions and its inhibition by 3-amino-5-mercapto-1, 2, 3-triazole. Int. J. Electrochem. Sci 10, 1777–1791 (2015).

10. Dillmann, P., Beranger, G., Piccardo, P. & Matthiessen, H. Corrosion of Metallic Heritage Artefacts: Investigation, Conservation, and Prediction of Long-Term Behavior (Elsevier, 2014).

11. El-Shamy, A. M., Shehata, M. F. & Ismail, A. I. M. Effect of moisture contents of bentonitic clay on the corrosion behavior of steel pipelines. J. Appl. Clay Sci. 114, 461–466. https://doi.org/10.1016/j.clay.2015.06.041 (2015).

12. Singh, P., Srivastava, V. & Quraishi, M. A. Novel quinoline derivatives as green corrosion inhibitors for mild steel in acidic medium: electrochemical, SEM, AFM, and XPS studies. J. Mol. Liquids 216(1), 164–173. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2015.12.086 (2016).

13. Farag, H. K., El-Shamy, A. M., Sherif, E. M. & El Abedin, S. Z. Sonochemical Synthesis of Nanostructured ZnO/Ag Composites in an Ionic Liquid. Zeitschrift für Physikalische Chemie 230(12), 1733–1744. https://doi.org/10.1515/zpch-2016-0777 (2016).

14. Elsayed, E. M., Eessaa, A. K., Rashad, M. M. & El-Shamy, A. M. Preparation and characterization of ZnO thin film on anodic Al2O3as a substrate for several applications. Egypt. J. Chem. 65(10), 119–129. https://doi.org/10.21608/ejchem.2022.110382.5021 (2022).

15. El-Shamy, A. M., Farag, H. K. & Saad, W. M. Comparative study of removal of heavy metals from industrial wastewater using clay and activated carbon in batch and continuous flow systems. Egypt. J. Chem. 60(6), 1165–1175. https://doi.org/10.21608/ejchem.2017.1606.1128 (2017).

16. Liu, A. M., Ren, X. F., Wang, B., Zhang, J., Yang, P. X., Zhang, J. Q., An, M. Z. Complexing agent study via computational chemistry for environmentally friendly silver (2014).

17. El-Shamy, A. M., Shehata, M. F., Metwally, H. I. M. & Melegy, A. Corrosion and corrosion inhibition of steel pipelines in montmorilonitic soil filling material. Silicon 10(6), 2809–2815. https://doi.org/10.1007/s12633-018-9821-4 (2017).

18. Sanatkumar, B., Nayak, J. & Shetty, N. Influence of 2-(4-chlorophenyl)-2-oxoethyl benzoate on the hydrogen evolution and corrosion inhibition of 18 Ni 250 grade weld aged maraging steel in 1.0 M sulfuric acid medium. Int. J. Hydrog. Energy 37(11), 9431–9442. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2012.02.165 (2012).

19. Giumlia, M. A., Williams, A. Studi metallografici ‘in situ’ sull’armatura della Basilica della Beata Vergine delle Grazie, Udine, Aquileia Nostra, LXXV Udine, Aquileia, 394–422 (2004).

20. El-Shamy, A. M. Control of corrosion caused by sulfate-reducing bacteria. In Microbes in process, pp. 337–362 (2014).

21. Scharff, W. & Huesmann, I. A. Accelerated decay of metal soil finds due to soil pollution. Metal 95, 17–20 (1997).

22. Ateya, B. G., Al Kharafi, F. M., El-Shamy, A. M., Abdalla, R. M. Electrochemical oxidation of hydrogen sulfide in geothermal fluids under high temperature and pressure. In ACS National Meeting Book of Abstracts 2008 236th National Meeting and Exposition of the American Chemical Society, ACS 200817 August 2008 through 21 August (2008).

23. Ateya, B. G., Alkharafi, F. M., El-Shamy, A. M., Saad, A. Y. & Abdalla, R. M. Electrochemical desulphurization of geothermal fluids under high temperature and pressure. J. Appl. Electrochem. 39, 383–389. https://doi.org/10.1007/s10800-008-9683-3 (2009).

24. Abdelshafeek, K. A., Abdallah, W. E., Elsayed, W. M., Eladawy, H. A. & El-Shamy, A. M. Vicia faba peel extracts bearing fatty acids moieties as a cost-effective and green corrosion inhibitor for mild steel in marine water: Computational and electrochemical

studies. Sci. Rep. 12(1), 20611. https://doi.org/10.1038/s41598-022-24793-3 (2022).

25. Abd Elkarim, A. M., El-Shamy, A. M., Megahed, M. M. & Kalmouch, A. Evaluation of the inhibition efficiency of a new inhibitor on leaded bronze Statues from Yemen. Arctic J. 71(1), 2–33 (2018).

26. Cano, E. et al. Electrochemical characterization of organic coatings for protection of historic steel artifacts. J. Solid State Electr. 14, 453 (2010).

27. Eessaa, A. K., El-Shamy, A. M. & Reda, Y. Fabrication of commercial nanoporous alumina by low voltage anodizing. Egypt. J. Chem.61(1), 175–185. https://doi.org/10.21608/ejchem.2017.2189.1175 (2018).

28. Satri, V. Green Corrosion Inhibitors: Theory and Practice (Wiley, 2011).

29. El-Shamy, A. M., Abdelfattah, I., Elshafie, O. I. & Shehata, M. F. Potential removal of organic loads from petroleum wastewater and its effect on the corrosion behavior of municipal networks. J. Environ. Manag. 219, 325–331. https://doi.org/10.1016/j.jenvm

an.2018.04.074 (2018).

30. Elban, W. L., Borst, M. A., Roubachewsky, N. M., Kemp, E. L. & Tice, P. C. Metallurgical assessment of historic wrought iron: US custom house, wheeling, West Virginia. Assoc. Preserv. Technol. 29, 27–34 (1998).

31. Bramfitt, B. L., Benscoter, A.O. Metallographer’s guide: Practices and procedures for irons and steels, USA (2002).

32. Bussell, M. Use of iron and steel in buildings. In Structures & Construction in Historic Building Conservation (ed. Forsyth, M.) 173–191 (Blackwell Publishing Ltd, 2007).

33. Reda, Y., El-Shamy, A. M. & Eessaa, A. K. Effect of hydrogen embrittlement on the microstructures of electroplated steel alloy 4130. Ain Shams Eng. J. 9(4), 2973–2982. https://doi.org/10.1016/j.asej.2018.08.004 (2018).

34. Al-Otaibi, M. S. et al. Corrosion inhibitory action of some plant extracts on the corrosion of mild steel in acidic media. Arab. J. Chem. 7, 340–346 (2014).

35. El-Kashef, E., El-Shamy, A. M., Abdo, A., Gad, E. A. M. & Gado, A. A. Effect of magnetic treatment of potable water in looped and dead-end water networks. Egypt. J. Chem. 62(8), 1467–1481. https://doi.org/10.21608/ejchem.2019.7268.1595 (2019).

36. Zajec, B., Leban, M. B., Lenart, S., Gavin, K. & Legat, A. Electrochemical impedance and electrical resistance sensors for the evaluation of anticorrosive coating degradation. Corros. Rev. 35, 65–74 (2017).

37. Abbas, M. A., Zakaria, K., El-Shamy, A. M. & El Abedin, S. Z. Utilization of 1-butylpyrrolidinium chloride ionic liquid as an ecofriendly corrosion inhibitor and biocide for oilfield equipment: combined weight loss, electrochemical and SEM studies Z. Phys. Chem. 235(4), 377–406. https://doi.org/10.1515/zpch-2019-1517 (2019).

38. Xia, D. H. et al. Assessing atmospheric corrosion of metals by a novel electrochemical sensor combining with a thin insulating net using electrochemical noise technique. Sens. Actuat. B Chem. 252, 353–358 (2017).

39. Shehata, M. F., El-Shafey, S., Ammar, N. A. & El-Shamy, A. M. Reduction of Cu+2 and Ni+2 ions from wastewater using mesoporous adsorbent: Effect of treated wastewater on corrosion behavior of steel pipelines. Egypt. J. Chem. 62(9), 1587–1602. https://doi.org/10.21608/ejchem.2019.7967.1627 (2019).

40. Scott, D. A. & Eggert, G. Iron and Steel in Art: Corrosion, Colorants, Conservation 145–147 (Archetype Publications, 2009).

41. El-Shamy, A. M., Soror, T. Y., El-Dahan, H. A., Ghazy, E. A. & Eweas, A. F. Microbial corrosion inhibition of mild steel in salty water environment. Mater. Chem. Phys. 114(1), 156–159. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2008.09.003 (2009).

42. Zohdy, K. M., El-Shamy, A. M., Gad, E. A. M. & Kalmouch, A. The corrosion inhibition of (2Z,2′Z)-4,4′-(1,2-phenylene bis (azanediyl)) bis (4-oxobut-2-enoic acid) for carbon steel in acidic media using DFT. Egypt. J. Pet. 28(4), 355–359. https://doi.org/10.1016/j.ejpe.2019.07.001 (2019).

43. Ma, C. et al. Electrochemical noise monitoring of the atmospheric corrosion of steels: Identifying corrosion form using wavelet analysis. Corros. Eng. Sci. Technol. 52, 432–440 (2017).

44. Reda, Y., El-Shamy, A. M., Zohdy, K. M. & Eessaa, A. K. Instrument of chloride ions on the pitting corrosion of electroplated steel alloy 4130. Ain Shams Eng. J. 11, 191–199. https://doi.org/10.1016/j.asej.2019.09.002 (2020).

45. Cano, E., Lafuente, D. Corrosion inhibitors for the preservation of metallic heritage artifacts. In Corrosion and conservation of cultural heritage metallic artefacts; Elsevier: New York, NY, USA, 570–594 (2013).

46. Reda, Y., Zohdy, K. M., Eessaa, A. K. & El-Shamy, A. M. Effect of plating materials on the corrosion properties of steel alloy 4130. Egypt. J. Chem. 63(2), 579–597. https://doi.org/10.21608/ejchem.2019.11023.1706 (2020).

47. Mohamed, W. A. & Mohamed, N. M. Testing coatings for enameled metal artifacts. Int. J. Conserv. Sci. 8, 15–24 (2017).

48. Mohamed, O. A., Farghali, A. A., Eessaa, A. K. & El-Shamy, A. M. Cost-effective and green additives of pozzolanic material derived from the waste of alum sludge for successful replacement of Portland cement. Sci. Rep. 12(1), 20974. https://doi.org/10.1038/s41598-022-25246-7 (2022).

49. Shehata, M. F., El-Shamy, A. M., Zohdy, K. M., Sherif, E. S. M. & El Abedin, S. Z. Studies on the antibacterial influence of two ionic liquids and their corrosion inhibition performance. Appl. Sci. 10(4), 1444. https://doi.org/10.3390/app10041444 (2020).

50. El-Shamy, A. M., El-Hadek, M. A., Nassef, A. E. & El-Bindary, R. A. Optimization of the influencing variables on the corrosion property of steel alloy 4130 in 3.5 wt.% NaCl solution. J. Chem. https://doi.org/10.1155/2020/9212491 (2020).

51. Rodgers, B. A. The Archaeologist’s Manual for Conservation 186–200 (Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2004).

52. Devanathan, M. A. V. & Tilak, B. V. K. The structure of the electrical double layer at the metal–solution interface. Chem. Rev. 65, 635–684 (1965).

53. Parsons, R. Electrical double layer: Recent experimental and theoretical developments. Chem. Rev. 90, 813–826 (1990).

54. Kolb, D. M., Rath, D. L., Wille, R. & Hansen, W. N. An ESCA study on the electrochemical double layer of emersed electrodes.

Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 87, 1108–1113 (1983).

55. Brown, M. A. et al. Determination of surface potential and electrical double-layer structure at the aqueous electrolyte–nanoparticle interface. Phys. Rev. X 6, 011007 (2016).

56. El-Shamy, A. M., El-Hadek, M. A., Nassef, A. E. & El-Bindary, R. A. Box-Behnken design to enhance the corrosion resistance of high strength steel alloy in 3.5 wt% NaCl solution. Mor. J. Chem. 8(4), 788–800. https://doi.org/10.48317/IMIST.PRSM/morjc

hem-v8i4.21594 (2020).

57. Mills, D., Picton, P. & Mularczyk, L. Developments in the electrochemical noise method (ENM) to make it more practical for assessment of anti-corrosive coatings. Electrochim. Acta 124, 199–205 (2014).

58. El-Shamy, A. M. A review on biocidal activity of some chemical structures and their role in mitigation of microbial corrosion. Egypt. J. Chem. 63(12), 5251–5267. https://doi.org/10.21608/ejchem.2020.32160.2683 (2020).

59. ASTM b499–09, Standard Test Method for Measurement of Coating Thicknesses by the Magnetic Method: Nonmagnetic Coatings on Magnetic Basis Metals; ASTM International: West Conshohocken, PA, USA (2014).

60. Megahed, M. M., Youssif, M. & El-Shamy, A. M. Selective formula as a corrosion inhibitor to protect the surfaces of antiquities made of leather-composite brass alloy. Egypt. J. Chem. 63(12), 5269–5287. https://doi.org/10.21608/ejchem.2020.41575.2841 (2020).

61. ASTM e104–02, Standard Practice for Maintaining Constant Relative Humidity by Means of Aqueous Solutions; ASTM International: West Conshohocken, PA, USA (2012).

62. Megahed, M. M., Abdel Bar, M. M., Abouelez, E. S. M. & El-Shamy, A. M. Polyamide coating as a potential protective layer against corrosion of iron artifacts. Egypt. J. Chem. 64(10), 5693–5702. https://doi.org/10.21608/ejchem.2021.70550.3555 (2021).

63. Mabbutt, S., Mills, D. J. & Woodcock, C. P. Developments of the electrochemical noise method (ENM) for more practical assessment of anti-corrosion coatings. Prog. Org. Coat. 59, 192–196 (2007).

64. Zohdy, K. M., El-Sherif, R. M. & El-Shamy, A. M. Corrosion and passivation behaviors of tin in aqueous solutions of different pH. J. Bio Tribo-Corros. 7(2), 1–7. https://doi.org/10.1007/s40735-021-00515-6 (2021).

65. Pham, T. D. From fuzzy recurrence plots to scalable recurrence networks of time series. EPL-Europhys. Lett. 118, 20003 (2017).

66. El-Shamy, A. M. & Abdel Bar, M. M. Ionic liquid as water soluble and potential inhibitor for corrosion and microbial corrosion for iron artifacts. Egypt. J. Chem. 64(4), 1867–1876. https://doi.org/10.21608/ejchem.2021.43786.2887 (2021).

67. Cazares-Ibanez, E., Vazquez-Coutino, G. A. & Garcia-Ochoa, E. Application of recurrence plots as a new tool in the analysis of electrochemical oscillations of copper. J. Electroanal. Chem. 583, 17–33 (2005).

68. Zohdy, K. M., El-Sherif, R. M., Ramkumar, S. & El-Shamy, A. M. Quantum and electrochemical studies of the hydrogen evolution findings in corrosion reactions of mild steel in acidic medium. Upstream Oil Gas Technol. 6, 100025. https://doi.org/10.1016/j.upstre.2020.100025 (2021).

69. Wadsworth, F. B., Heap, J. M. & Dingwell, D. B. Friendly fire: Engineering a fort wall in the iron age. J. Archaeol. Sci. 67, 7–13 (2016).

70. Gad, E. A. & El-Shamy, A. M. Mechanism of corrosion and microbial corrosion of 1,3-dibutyl thiourea using the quantum chemical calculations. J. Bio Tribo-Corros. 8, 71. https://doi.org/10.1007/s40735-022-00669-x (2022).

71. Oudbashi, O., Emami, S. M., Ahmadi, H. & Davami, P. Micro-stratigraphical investigation on corrosion layers in ancient bronze artefacts by scanning electron microscopy energy dispersive spectrometry and optical microscopy. Herit. Sci. 1, 21–31 (2013).

72. Abbas, M. A., Ismail, A. S., Zakaria, K., El-Shamy, A. M. & El Abedin, S. Z. Adsorption, thermodynamic, and quantum chemical investigations of an ionic liquid that inhibits corrosion of carbon steel in chloride solutions. Sci. Rep. 12, 12536. https://doi.org/10.1038/s41598-022-16755-6 (2022).

73. Abdel-Karim, A. M., El-Shamy, A. M. & Reda, Y. Corrosion and stress corrosion resistance of Al Zn alloy 7075 by nano-polymeric coatings. J. Bio- Tribo-Corros. 8, 57. https://doi.org/10.1007/s40735-022-00656-2 (2022).

74. El-Shamy, A. M., Cathodic protection in the oil and gas industries. In Corrosion and Materials in the oil and gas industry, pp. 489–510 (2016).

75. Jegdic, B., Radovanavic, S. P., Ristic, S. & Alil, A. Corrosion Processes nature and composition of corrosion products on iron artefacts of weaponry. Sci. Tech. Rev. 61(2), 50–56 (2011).

76. Abdel-Karim, A. M. & El-Shamy, A. M. A review on green corrosion inhibitors for protection of archeological metal artifacts. J. Bio- Tribo-Corros. 8, 35. https://doi.org/10.1007/s40735-022-00636-6 (2022).

77. Webber, C. L. Jr. Recurrence Quantification Analysis: Theory and Best Practices (Springer, 2014).

78. Landolt, D. Corrosion and Surface Chemistry of Metals, Lausanne, Switzerland (ISBN 978-2-940222-11-7), 119–179 (2007).

79. Mouneir, S. M., El-Hagrassi, A. M. & El-Shamy, A. M. A review on the chemical compositions of natural products and their role in setting current trends and future goals Egypt. J. Chem. 65(5), 491–506. https://doi.org/10.21608/ejchem.2021.95577.4486 (2022).

80. Loeper-Attia, M. A. A Proposal to Describe Reactivated Corrosion of Archaeological Iron Objects. In Corrosion of Metallic Heritage Artefacts: Investigation, Conservation, and Prediction For Long-Term Behavior (eds Dillmann, P. et al.) 190–202 (Woodhead Publishing, 2007).

81. Reda, Y., Yehia, H. M. & El-Shamy, A. M. Microstructural and mechanical properties of Al-Zn alloy 7075 during RRA and triple aging. Egypt. J. Pet. 31, 9–13. https://doi.org/10.1016/j.ejpe.2021.12.001 (2022).

82. Branzoi, F., Branzoi, V. & Licu, C. Corrosion inhibition of carbon steel in cooling water systems by new organic polymers as green inhibitors. Mater. Corros. Werkstoffe Korrosion 65(6), 637–647. https://doi.org/10.1002/maco.201206579 (2014).

83. Elsayed, E. M., Eessaa, A. K., Abdelbasir, S. M., Rashad, M. M. & El-Shamy, A. M. El-Fabrication, characterization, and monitoring the propagation of nanocrystalline ZnO thin film on ITO substrate using electrodeposition technique. Egypt. J. Chem. 66(2), 33–43. https://doi.org/10.21608/ejchem.2022.126134.5595 (2023).

84. El-Shamy, A. M. & Mouneir, S. M. Medicinal materials as eco-friendly corrosion inhibitors for industrial applications: A review. J. Bio Tribo-Corrosion 9(1), 3. https://doi.org/10.1007/s40735-022-00714-9 (2023).

85. Zohdy, K. M., El-Sherif, R. M. & El-Shamy, A. M. Effect of pH fluctuations on the biodegradability of nanocomposite mg-alloy in simulated bodily fluids. Chem. Paper 77(3), 1317–1337. https://doi.org/10.1007/s11696-022-02544-y (2023).

86. Alwaleed, R. A., Megahed, M. M., Elamary, R. B., El-Shamy, A. M. & Ali, Y. S. Remediation mechanism of microbial corrosion for iron artifacts buried in soil by using allium sativum (garlic extract) as a natural biocide. Egypt. J. Chem. 66(6), 291–308. https://doi.org/10.21608/ejchem.2022.158454.6850 (2023).

87. Eessaa, A. K. & El-Shamy, A. M. Review on fabrication, characterization, and applications of porous anodic aluminum oxide films with tunable pore sizes for emerging technologies. Microelectr. Eng. 279, 112061. https://doi.org/10.1016/j.mee.2023.112061 (2023).

88. Eessaa, A. K., Elkady, O. A. & El-Shamy, A. M. Powder metallurgy as a perfect technique for preparation of Cu-TiO2 composite by identifying their microstructure and optical properties. Sci. Rep. 13(1), 7034. https://doi.org/10.1038/s41598-023-33999-y (2023).

89. Ghazy, E. A., Abdel Ghany, N. A. & El-Shamy, A. M. Comparative study of cetyl trimethyl ammonium bromide formaldehyde, and isobutanol against corrosion and microbial corrosion of mild steel in chloride media. J. Bio. Tribo-Corrosion 9, 64. https://doi.org/10.1007/s40735-023-00782-5 (2023).

90. Abdelshafeek, K. A. & El-Shamy, A. M. Review on glucosinolates: Unveiling their potential applications as drug discovery leads in extraction, isolation, biosynthesis, biological activity, and corrosion protection. Food Biosci. 56, 103071. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2023.103071 (2023).

91. Shehata, M. F. & El-Shamy, A. M. Hydrogen-based failure in oil and gas pipelines a review. Gas Sci. Eng. 115, 204994. https://doi.org/10.1016/j.jgsce.2023.204994 (2023).

92. Elashery, N. H., Megahed, M. M., El-Shamy, A. M. & Saleh, S. M. Archaeometric characterization and conservation of bronze patina on archaeological axe head in military museum, Cairo. J. Archaeol. Tour. Must 2(1), 23–33 (2023).

93. Selwyn, L. Metals and Corrosion: A Handbook for Conservation Professional (Canadian Conservation Institute, 2004).

94. Schaefer, K. & Mills, D. J. The application of organic coatings in the conservation of archaeological objects excavated from the sea. Prog. Org. Coat. 102, 99–106 (2017).

95. Kiele, E. et al. Methyl-modified hybrid organic-inorganic coatings for the conservation of copper. J. Cult. Herit. 15, 242–249 (2014).

96. Hollner, S., Mirambet, F., Rocca, E. & Reguer, S. Evaluation of new non-toxic corrosion inhibitors for conservation of iron artifacts. Corros. Eng. Sci. Technol. 45, 362–366 (2010).

免責聲明：本網站所轉載的文字、圖片與視頻資料版權歸原創作者所有，如果涉及侵權，請第一時間聯系本網刪除。