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魏玛•怀特 (Weimar White) 关于银币包浆的研究

本帖被 仲雨 从 钱币知识 移动到本区(2020-12-07)
(本帖一年多前发在集币在线上,后登在“钱币报”上。本网有些币友似乎尚未见过,现重新登出,供币友参考。)

魏玛•怀特是一位美国化学家兼钱币收藏家。他专精于美国卡森市造币厂出产的各类银币,因此对银币的化学包浆有着深入的研究。怀特出版了一本名为“Coin Chemistry”(钱币化学)的书,其中收集了他在过去在各种钱币杂志上发表的文章。现将他的一些研究成果与泉友分享。

包浆(即银币变色,英文为 toning 或 tarnish)是银币表面的硫化腐蚀过程。包浆的化学成分是硫化银。包浆的颜色取决于硫化银的厚度,50 毫微米厚的硫化银呈黄色,110 毫微米厚的硫化银呈蓝色,再厚便呈黑色。而金色、红色和紫色包浆的硫化银厚度介乎于黄色和蓝色之间。各种颜色的不同混合可能产生其它颜色,如黄色和蓝色混合会产生绿色。黑色是硫化的“终极颜色”。

包浆的彩色源于“薄膜干扰效应”,即光线在穿过薄膜时发生折射,因而使不同厚度的薄膜呈现各种颜色。薄膜干扰效应可见于水面上的油膜和浴缸里的肥皂泡。五彩包浆中的硫化银层非常薄,其折射光线的原理和油膜及肥皂泡相同。

包浆是一个演进的过程,颜色会随着硫化银厚度的增加从黄到黑逐步变化。这就意味着要保持五彩包浆必须停止进一步硫化的过程。否则五彩包浆会逐步变成黑色。

硫化银包浆是对银币的表面的腐蚀,其性质和铁表面的铁锈相似。如果用洗银水洗去包浆,银币便会略轻一些。在一枚卡森市造币厂铸造的 25 美分银币上,黄色包浆的重量为 260 微克,红色包浆的重量为 440 微克,蓝色包浆的重量为 700 微克。

洗币是否会去除原光与包浆的厚度有关系。黄色包浆洗去以后不至影响币的原光,紫色、蓝色包浆洗去后可能会影响原光,而黑色包浆洗去以后银币肯定不再有原光。无论包浆厚薄如何,银币反复包浆并反复清洗后都会影响币的原光。

空气中的硫化氢是产生硫化银的元凶。空气中十亿分之一单位的硫化氢在一年中会在银币上造成 50 毫微米厚的黄色硫化银。在美国居民区的空气中,硫化氢含量在十亿分之一到十亿分之十不等,但工业区、阴井盖附近的硫化氢浓度会高出几十倍。日常生活中硫化氢的主要来源包括燃料废气、蛋黄、洋葱、天然橡胶、某些油漆、羊毛或毛毡织物和香烟。值得注意的是钱币的木质包装盒、展示盒中的木头、漆、毛毡、胶水中可含有硫化氢而造成银币变色,因为这些材料在制作、处理过程中可能使用过硫化物。一些纸产品中也含有硫化氢,因此用纸盒储存银币或者将银币置于纸产品附近可能造成硫化。高湿度和氧化剂(氧和氯)会加速包浆过程。

评级盒不能完全阻止硫化氢进入盒内。怀特做了两个实验。第一个是将分别来自 NGC、PCGS 和 ANACS 的三个评级币盒置入含有高浓度硫化氢的密封塑料袋中。结果其中一枚银币在两小时内出现蓝色包浆,其间还夹杂着红色和金色包浆。另外两个盒子里的银币在 48 小时内出现金色或黄色包浆。NGC 和 PCGS 又让怀特用其新式评级盒做了实验。在同样条件下,新式评级盒中的银币在 250 小时后出现包浆的迹象。但是和装在塑料币盒中的银币和放在木质包装盒中的银币相比,评级盒还是有相当的保护作用。

怀特建议用可防护硫化氢的储存袋保存银币。二十多年前,美国贝尔实验室发明了含铜的防护材料,用于航天、电子设备制造等领域。这些材料中的铜元素可以拦截(中和)空气中的硫化氢,以防止精密电路上的铜和银在储存过程中受到硫化氢的侵蚀。使用该材料制作的钱币储存产品已有两代。第一代称为“腐蚀拒止”(Corrosion Intercept),是用含铜防护材料做成的可封口塑料袋,其防护期在 5 年左右。怀特用裸币、放在塑料币盒中的银币、放在“腐蚀拒止”袋中的银币以及放入塑料币盒中再放入“腐蚀拒止”袋的银币做了实验。结果是塑料币盒加“腐蚀拒止”袋的保护效果最好,在浓硫化氢的实验条件下没有任何变色。第二代产品称为拦截护盾 (Intercept Shield),用含铜材料做成币盒和塑料盒的衬里,保护期为 10 年左右。如果无法获得这些防护产品,也可将银币保存在厚的密封塑料袋中,再向袋中加放几个紫铜片,以中和渗漏到袋中的硫化氢,从而起到保护作用。
[ 此帖被fwang2450在2014-05-16 09:29重新编辑 ]
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只看该作者      1 发表于: 2014-05-16
很好,道理讲得很透彻。
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好文章,学习了!
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感谢分享如此好的学习文章
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只看该作者      5 发表于: 2014-05-16
银币的五彩包浆非常漂亮。
下图是委托朋友在法国买的19世纪结婚纪念银章。


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只看该作者      7 发表于: 2014-05-16
引用
引用第5楼双凤朝阳于2014-05-16 10:20发表的 :
银币的五彩包浆非常漂亮。
下图是委托朋友在法国买的19世纪结婚纪念银章。






这个真美,问一下是不是银币更容易形成这样的包浆?
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感谢!
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好文章,看来不一定是养护惹的祸
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请教王先生,黄铜合金形成的包浆顺序如何。请赐教,谢谢。
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引用
引用第7楼malex于2014-05-16 11:00发表的 :



这个真美,问一下是不是银币更容易形成这样的包浆?



1900巴黎世博会铜章,五彩。
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引用
引用第12楼luqingsheng于2014-05-16 21:51发表的  :
请教王先生,黄铜合金形成的包浆顺序如何。请赐教,谢谢。
卢兄,我对铜合金的包浆没有研究。印象中铜比银活跃很多,而且包浆也比银复杂,至少有氧化铜和氯化铜。养护效果也不太好。
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