專利名稱：一種出土文物的真空浸漬保護(hù)技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種出土文物保護(hù)的方法，具體涉及一種采用雙腔真空壓力浸漬裝置和改性鈉水玻璃浸漬劑材料以及文物水分置換方法等綜合技術(shù)，對(duì)出土文物進(jìn)行保護(hù)的方法，可用于以粘結(jié)加固為主要目的各類固體文物保護(hù)，尤其適用于具有一定含水率和裂隙結(jié)構(gòu)的石質(zhì)及無(wú)機(jī)非金屬材質(zhì)的出土文物保護(hù)。
二、技術(shù)背景我國(guó)作為世界著名的文明古國(guó)，歷史悠久，文化遺產(chǎn)十分豐富。這些珍貴文化遺產(chǎn)對(duì)傳承中華文化、促進(jìn)文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展、建設(shè)精神文明和物質(zhì)文明、實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興都具有不可替代的重要作用。
有這樣一類出土的固體文物，它們?cè)陂L(zhǎng)期地下埋藏過(guò)程中，由于受到水分、微生物和其它物質(zhì)的侵蝕作用以及動(dòng)力地質(zhì)作用等影響，使文物結(jié)構(gòu)變得疏松多孔，通常還伴有次生裂紋等。因此，文物出土后，由于環(huán)境的變化以及微生物的作用等，極易破壞，難以保存，甚至造成不可挽回的巨大損失。如何對(duì)這類出土文物進(jìn)行有效保護(hù)，是大家都關(guān)注的重要科學(xué)技術(shù)問(wèn)題之一。
對(duì)于具有一定孔隙率與裂隙結(jié)構(gòu)的出土文物，采用真空壓力浸漬技術(shù)進(jìn)行保護(hù)應(yīng)當(dāng)是一種可行的方法之一。因此，近年來(lái)，人們?cè)噲D采用常用的單腔真空浸漬技術(shù)和浸漬劑材料來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)文物的空隙進(jìn)行填充，以達(dá)到保護(hù)目的?，F(xiàn)有方法的基本特征是，采用單一腔室和一套抽氣及真空測(cè)量系統(tǒng)，將文物浸漬在腔室的聚合物浸漬劑材料中，再抽真空，試圖通過(guò)這種真空所產(chǎn)生的壓力將浸漬劑材料填充到文物孔隙中，以達(dá)到對(duì)文物進(jìn)行保護(hù)的目的。但是，實(shí)踐結(jié)果表明，這種單腔真空浸漬裝置和聚合物浸漬劑材料在用于文物保護(hù)時(shí)并不能取得應(yīng)有的效果，其存在的明顯缺陷是(1)這些文物的孔隙與裂隙中通常含有較多的水分及空氣，這種單腔室的真空浸漬裝置在用于文物保護(hù)時(shí)，由于浸漬劑材料對(duì)文物及其孔隙和裂隙的密封作用，既不能將文物中的空氣及水分有效抽出，也不能使浸漬劑材料進(jìn)入文物孔隙和裂隙中；(2)在一定的真空條件下，由于浸漬劑材料的物理性能發(fā)生變化，使浸漬劑材料在腔室內(nèi)產(chǎn)生劇烈沸騰，所產(chǎn)生的氣泡和沸騰作用對(duì)文物具有明顯破壞作用。而單腔室的真空浸漬裝置的局限性在于，不能有效避免氣泡和沸騰作用及其對(duì)文物的破壞；(3)由于采用聚合物材料作為浸漬劑材料，若使用高濃度，則粘度一般比較大，浸漬工藝性能較差；若采用低濃度，則因固體物含量少而影響浸漬效果。同時(shí)，由于聚合物浸漬劑材料與文物浸潤(rùn)性差，難以實(shí)現(xiàn)材料對(duì)文物的有效填充。
由此可見(jiàn)，如何采用一種適合這一類出土文物特點(diǎn)的真空壓力浸漬裝置、材料及其應(yīng)用技術(shù)，對(duì)文物保護(hù)具有重要的科學(xué)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義。經(jīng)檢索，未發(fā)現(xiàn)一種出土文物的真空壓力浸漬保護(hù)技術(shù)的文獻(xiàn)報(bào)道或?qū)＠暾?qǐng)。
本發(fā)明的目的是，根據(jù)這類出土文物所具有的含水率較高和裂隙結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，遴選與研究一種適合文物保護(hù)的真空壓力浸漬裝置和浸漬劑材料，并通過(guò)雙腔真空壓力浸漬工藝和浸漬劑材料應(yīng)用以及文物水分置換方法等綜合技術(shù)，對(duì)具有一定含水率和裂隙結(jié)構(gòu)的石質(zhì)及無(wú)機(jī)非金屬材質(zhì)的出土文物進(jìn)行保護(hù)。
三、技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)措施1、雙腔真空壓力浸漬裝置針對(duì)常用的單腔真空浸漬裝置所存在的缺陷，本發(fā)明采用了由本專利發(fā)明人研制的一種用于文物保護(hù)的雙腔真空壓力浸漬裝置(已申請(qǐng)實(shí)用新型專利)。如圖1所示，該裝置由兩個(gè)可預(yù)抽真空的浸漬劑腔室(1)與材料合成腔室(2)，兩套既相對(duì)獨(dú)立又相互聯(lián)通的抽氣與真空測(cè)量系統(tǒng)，一套可控氣體加壓系統(tǒng)，兩套油、水氣過(guò)濾系統(tǒng)組成。其特征是通過(guò)分別調(diào)控腔室(1)、(2)的壓差，有效去除文物中的水分及空氣，又能避免浸漬劑劇烈沸騰對(duì)文物的破壞；通過(guò)質(zhì)量流量計(jì)控制腔室(2)的滲壓值，獲得高浸漬率；通過(guò)活性碳過(guò)濾部件維護(hù)系統(tǒng)真空性能；所有部件均執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)KF接口，拆卸清洗方便。該裝置結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，通過(guò)浸漬劑(2)、材料合成(1)雙腔室的合理運(yùn)用，克服了現(xiàn)有單腔真空浸漬裝置缺陷，使浸漬劑材料有效填充到文物中，并通過(guò)浸漬劑材料填固化所產(chǎn)生的填充與粘接作用，對(duì)文物內(nèi)部加以密封和加固，以實(shí)現(xiàn)對(duì)文物的有效保護(hù)，特別適用于具有一定含水率和孔隙率以及裂隙結(jié)構(gòu)的文物保護(hù)。
2、改性鈉水玻璃浸漬劑材料文物保護(hù)材料的遴選與研究是文物保護(hù)的關(guān)鍵之一，所要考慮的主要原則有第一，保護(hù)工藝的可行性選用的保護(hù)材料應(yīng)在工藝和保護(hù)技術(shù)上可行，能夠應(yīng)用于文物保護(hù)。第二，保護(hù)材料的耐久性保保護(hù)材料應(yīng)具有一定的強(qiáng)度和耐候性，能夠防止文物開(kāi)裂、粉化，使文物得到長(zhǎng)期有效保護(hù)。第三，處理效果的可觀賞性處理后不應(yīng)改變?cè)行螤?，能夠修舊如舊。第四，保護(hù)材料與文物的協(xié)調(diào)性保護(hù)材料在外觀、色澤上與文物相近。第五，可研究性為了保證處理后文物的可研究性，保護(hù)材料盡量不破壞文物原有的組分，盡量不破壞文物內(nèi)部可能存在的信息。第六，保護(hù)材料與文物的相容性材料熱膨脹系數(shù)應(yīng)與文物相似，對(duì)文物不會(huì)有破壞作用。第七，保護(hù)材料的環(huán)保性保護(hù)材料無(wú)毒、無(wú)污染，不對(duì)環(huán)境造成危害。第八，保護(hù)文物的可展示性經(jīng)材料保護(hù)的文物，能夠充分體現(xiàn)文物自身特點(diǎn)，進(jìn)行有效展示，而且搬運(yùn)方便，展示維護(hù)成本低廉。第九，保護(hù)材料的經(jīng)濟(jì)性保護(hù)材料經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，方便易得。
可用于文物保護(hù)的材料比較廣泛，如無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料、有機(jī)氟聚合物、生物型材料等。從保護(hù)工藝可行性考慮，用于真空壓力浸漬的文物保護(hù)浸漬劑材料應(yīng)具有在浸漬過(guò)程中呈液體，浸漬完成后在文物中能夠固化成為具有一定強(qiáng)度的固體，即液-固轉(zhuǎn)化性能。根據(jù)這一工藝要求和文物保護(hù)材料的遴選原則，水玻璃就是較好的選擇之一。水玻璃是各種硅酸鹽水溶液的總稱，主要品種有鈉水玻璃(硅酸鈉)、鉀水玻璃(硅酸鉀)、鋰水玻璃、季銨水玻璃等，它們的通式為M2O·mSiO2·nH2O，式中M代表Na，K，Li，Rb等離子；m俗稱模數(shù)，為SiO2與M2O之摩爾比；n代表含水量，n愈大則水玻璃的濃度C愈小。
水玻璃中最常見(jiàn)的是鈉水玻璃(主要成分硅酸鈉)，在國(guó)內(nèi)的商品市場(chǎng)上大都稱為泡花堿，一般是無(wú)色透明的液體，其性質(zhì)因其本身所含氧化鈉和二氧化硅比例的不同而有所不同。鈉水玻璃(硅酸鈉)溶于水中，水溶液顯堿性，形成粘稠溶液，具有一定的粘結(jié)性，且在一定條件下水玻璃變成軟而富有彈性的固體，生成水合凝膠，俗稱軟膠。水玻璃的應(yīng)用范圍很廣泛，例如水玻璃是一種鑄型無(wú)機(jī)粘結(jié)劑，無(wú)色，無(wú)臭，無(wú)毒，價(jià)格低廉，是新世紀(jì)最利于環(huán)保的綠色鑄造粘結(jié)劑之一；它還應(yīng)用于建筑工程領(lǐng)域的防滲加固，日用化工品等領(lǐng)域；硅酸鈉或硅酸鉀等可溶于熱水中，形成粘稠溶液，用此粘稠液浸滲礦物巖石，使可溶性的硅酸鈉或硅酸鉀在礦物巖石中轉(zhuǎn)變成不溶性的硅酸鈣；水玻璃有良好的滲透性，水玻璃漿材是化學(xué)灌漿史上最早使用的化學(xué)灌漿漿材，同時(shí)也是目前使用最廣泛的化學(xué)灌漿漿材之一。
但是，鈉水玻璃也存在著一定的缺點(diǎn)，如出現(xiàn)水玻璃的“老化”的現(xiàn)象?！袄匣逼鋵?shí)是鈉水玻璃它自發(fā)釋出能量，借以提高體系的穩(wěn)定性；聚合度大的聚硅酸趨向于進(jìn)一步聚合起來(lái)變成更大的分子，甚至成為膠粒，老化的一切后果都使硅酸鈉的性狀變差。而且，在潮濕環(huán)境中，鈉水玻璃會(huì)發(fā)生吸濕反應(yīng)，即重新發(fā)生水合作用，基體中的Na+與OH-吸收水分并且侵蝕基體，最后使硅氧鍵Si-O-Si斷裂重新溶解，使水玻璃粘結(jié)強(qiáng)度大大降低。因此，必須通過(guò)對(duì)水玻璃粘結(jié)劑進(jìn)行改性，以提高其粘結(jié)強(qiáng)度和抗吸濕性，從而克服“老化”和吸濕性對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度帶來(lái)的影響。
前人研究結(jié)果表明，硼砂、四硼鉀、硅酸鉀、碳酸鋰等對(duì)改善普通鈉水玻璃的“老化”、吸濕性能及潤(rùn)濕性等有一定的作用。為克服鈉水玻璃的缺點(diǎn)，本發(fā)明采用改性鈉水玻璃作為文物保護(hù)浸漬劑材料，其特征是采用濃度為60-90％的鈉水玻璃，并在其中添加10-20wt％硅酸鉀、硼砂、碳酸鋰對(duì)其進(jìn)行改性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改性鈉水玻璃具有良好的滲透性和抗老化性能，并通過(guò)其固化粘接作用對(duì)文物進(jìn)行保護(hù)，可用于以粘結(jié)加固為主要目的各類固體文物保護(hù)，尤其適用于具有一定裂隙結(jié)構(gòu)的石質(zhì)及無(wú)機(jī)非金屬材質(zhì)的出土文物保護(hù)。
3、文物中的水分及其置換方法一些文物在長(zhǎng)期地下埋藏中，由于受到水、細(xì)菌和其它物質(zhì)的侵蝕作用等影響，使文物變得結(jié)構(gòu)疏松多孔。文物出土后，通常含有一定的水分，尤其是中國(guó)南方出土的文物，其含水率一般都比較高。文物中水分的作用存在正反兩種可能性一是破壞作用因?yàn)樗值拇嬖诩觿×宋奈锏那治g，容易長(zhǎng)霉變質(zhì)，對(duì)文物的結(jié)構(gòu)和組分產(chǎn)生不利影響。一種有利作用一些文物在長(zhǎng)期地下埋藏中，與周圍環(huán)境與水分已達(dá)到一種新的平衡狀態(tài)，出土后水分的蒸發(fā)反而加劇了文物的破壞。因此，如何保持文物中的水分已成為這類文物保護(hù)(臨時(shí))的一個(gè)關(guān)鍵。
但是，若采用真空壓力浸漬技術(shù)對(duì)文物實(shí)施保護(hù)，其中的水分都是不利的。因?yàn)椋值奶攸c(diǎn)決定了難以采用真空壓力浸漬將其排除，它的存在將占據(jù)浸漬劑材料的空間，使浸漬劑材料難以進(jìn)入文物內(nèi)部，這正是以往的文物保護(hù)方法和單腔真空浸漬裝置所存在明顯缺陷之一。如果在真空壓力浸漬之前，簡(jiǎn)單采用烘干等辦法排除文物中的水分，有的文物在水分排除前就會(huì)遭到人為損壞。為此，本發(fā)明采用的方法是將文物在丙酮溶液中浸泡，由于丙酮與水分完全互溶，通過(guò)多次更換丙酮溶液，可實(shí)現(xiàn)丙酮對(duì)水分的置換；由于丙酮具有較高的揮發(fā)性，能夠在真空壓力浸漬裝置中通過(guò)抽氣方法排除，從而為浸漬劑材料騰出空間，并最終實(shí)現(xiàn)浸漬劑材料對(duì)文物中水分的置換。另外，由于丙酮溶液具有水分相似的功能，又能消毒、防霉、殺菌，對(duì)文物具有臨時(shí)保護(hù)的作用。
4、文物的真空浸漬保護(hù)工藝本發(fā)明采用雙腔真空壓力浸漬裝置(圖1)和改性鈉水玻璃浸漬劑材料以及水分置換方法等綜合技術(shù)，對(duì)文物進(jìn)行保護(hù)，其具體工藝與步驟如下A、清污與包扎由于所用浸漬劑材料固化后比較堅(jiān)硬，在浸漬保護(hù)前采用對(duì)文物無(wú)損傷的工具對(duì)文物表面及內(nèi)部的泥土等進(jìn)行清潔。同時(shí)，對(duì)于強(qiáng)度較低、結(jié)構(gòu)疏松文物，還應(yīng)采用紗布進(jìn)行包扎加固，以防止在浸漬過(guò)程中損壞；B、水分置換為了將文物中的水分置換掉，將經(jīng)過(guò)清污與包扎處理后的文物完全浸泡在高濃度的丙酮溶液中，每隔3天用同樣的丙酮溶液更換一次，通常共需更換3次；C、裝置清洗與腔室隔離在浸漬之前，用丙酮、乙醇溶液擦洗浸漬裝置，并用電吹風(fēng)將其吹干以除去裝置中的水分與雜質(zhì)，然后關(guān)閉微調(diào)真空閥及真空球閥，使材料合成與浸漬劑腔室組成的兩套抽氣系統(tǒng)相互隔離；D、文物預(yù)抽真空為了除去文物中的丙酮和空氣，將已進(jìn)行水分置換預(yù)處理的文物放入浸漬裝置的材料合成腔室中，鎖緊材料合成腔室，然后打開(kāi)機(jī)械泵及真空球閥，預(yù)抽真空，使真空度保持在60-6Pa，抽真空時(shí)間根據(jù)文物體積而定，一般預(yù)抽真空1-3小時(shí)；E、浸漬劑預(yù)抽真空為了排除浸漬劑材料中的氣體，并使兩個(gè)腔室的真空度相適應(yīng)，應(yīng)對(duì)浸漬劑材料預(yù)抽真空。當(dāng)材料合成腔室的真空度達(dá)到60-6Pa時(shí)，將改性鈉水玻璃浸漬劑材料溶液注入浸漬劑腔室，并鎖緊浸漬劑腔室，將活性碳加入活性碳過(guò)濾部件，然后打開(kāi)機(jī)械泵，并通過(guò)調(diào)節(jié)微調(diào)真空閥使其真空度緩慢減少以避免浸漬劑材料劇烈沸騰，并控制其粘度達(dá)到最佳狀態(tài)；F、真空壓力浸漬當(dāng)材料合成腔室與浸漬劑腔室的壓差比較接近時(shí)，停止對(duì)兩個(gè)腔室抽氣，然后打開(kāi)真空球閥，使兩個(gè)腔室聯(lián)通，浸漬劑材料在重力作用下從浸漬劑腔室注入材料合成腔室中，使文物完全浸漬在該浸漬劑溶液中。然后，關(guān)閉真空球閥，打開(kāi)氣源控制的真空球閥，使壓縮氣體在質(zhì)量流量計(jì)控制下平緩進(jìn)入材料合成腔室中，以增加材料合成腔室內(nèi)大氣壓壓力，促進(jìn)浸漬劑材料向文物中浸漬；G、真空保壓浸漬當(dāng)材料合成腔室中壓力達(dá)到1-3個(gè)大氣壓時(shí)，關(guān)閉真空球閥、氣源和質(zhì)量流量計(jì)，在數(shù)倍大氣壓壓力作用下完成浸漬溶液對(duì)文物的浸漬，保壓時(shí)間通常為1-2小時(shí)；H、取出文物真空保壓浸漬完成后，應(yīng)及時(shí)取出文物。由于此時(shí)的浸漬劑材料仍然呈液態(tài)，文物強(qiáng)度仍然較低，整個(gè)操作應(yīng)輕取輕放。然后，應(yīng)對(duì)裝置統(tǒng)進(jìn)行充分清洗，并用電吹風(fēng)將其吹干，連接好部件，然后抽真空，保證裝置的干燥以備下次使用；I、解除包扎與養(yǎng)護(hù)隨著時(shí)間的推移，浸漬劑材料將逐步由液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)化。對(duì)于經(jīng)包扎加固的文物，應(yīng)在浸漬劑材料呈半凝固狀態(tài)時(shí)，解除包扎的紗布等，靜置室內(nèi)，使浸漬劑材料在室溫條件下進(jìn)一步固化，直到完全固化為止；J、文物修飾浸漬劑材料完全固化后，采用竹簽等較軟工具，對(duì)文物表面進(jìn)行必要的修飾和清理，即完成整個(gè)文物保護(hù)工藝過(guò)程。
四、技術(shù)優(yōu)勢(shì)與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利文物保護(hù)效果明顯，工藝比較簡(jiǎn)單，成本低廉，用途比較廣泛，具有較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。本專利的優(yōu)點(diǎn)與效果具體體現(xiàn)在(1)文物保護(hù)效果明顯。本發(fā)明通過(guò)雙腔真空壓力浸漬裝置和改性鈉水玻璃浸漬劑材料以及水分置換方法等技術(shù)方法的綜合運(yùn)用，克服了現(xiàn)有文物真空浸漬保護(hù)的缺陷，能夠?qū)⑽奈镏械目諝馀c水分有效排出，避免氣泡和沸騰作用對(duì)文物的破壞作用，最終將浸漬劑材料填充到了文物中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)文物的有效保護(hù)。
(2)文物保護(hù)工藝比較簡(jiǎn)單。本專利所采用的真空壓力浸漬保護(hù)技術(shù)，工藝流程比較簡(jiǎn)單，操作比較方便，能夠在文物保護(hù)領(lǐng)域中推廣應(yīng)用。
(3)文物保護(hù)成本低廉。本專利采用濃度為60-90％的改性鈉水玻璃為浸漬劑材料。該材料方便易得，價(jià)格便宜，使文物保護(hù)成本低廉。
(4)文物保護(hù)用途比較廣泛。我國(guó)是世界著名的文明古國(guó)之一，歷史悠久，文物眾多，有大量的出土文物急需要進(jìn)行及時(shí)有效保護(hù)。本專利所形成的出土文物真空壓力浸漬保護(hù)技術(shù)，可用于以粘結(jié)加固為主要目的各類文物保護(hù)，尤其適用于具有一定含水率和裂隙結(jié)構(gòu)的石質(zhì)及無(wú)機(jī)非金屬材質(zhì)的出土文物保護(hù)，具有較好的應(yīng)用前景。
(5)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益明顯。上述優(yōu)點(diǎn)表明，本專利能夠?qū)哂幸欢ê屎涂紫堵实臒o(wú)機(jī)非金屬類固體文物進(jìn)行有效保護(hù)，而且其工藝比較簡(jiǎn)單，能夠在文物保護(hù)領(lǐng)域中推廣應(yīng)用。文物是歷史的見(jiàn)證，保護(hù)文物就是保護(hù)歷史；文物是文化的凝聚，保護(hù)文物就是保護(hù)文化；文物是藝術(shù)的再現(xiàn)，保護(hù)文物就是保護(hù)藝術(shù)；文物是旅游的精髓，保護(hù)文物就是保護(hù)旅游。本專利技術(shù)對(duì)文物保護(hù)的有效性及文物十分重要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)作用，決定了能夠具有明顯的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
五

圖1是本專利采用的用于文物保護(hù)的雙腔真空壓力浸漬裝置原理與結(jié)構(gòu)圖。
圖中1.浸漬劑腔室，2.材料合成腔室，3.KF-25快卸法蘭，4.微調(diào)真空閥，5.返油罐，6.活性碳過(guò)濾部件，7.質(zhì)量流量計(jì)，8.KF-25接口真空球閥，9.壓縮氣源，10.機(jī)械泵，11.石英觀察窗，12.電離真空計(jì)，13.活動(dòng)支架，14.活動(dòng)支架，15.真空表，16.壓力表，17.不銹鋼三通，18.固定螺栓，19.不銹鋼過(guò)濾網(wǎng)，20.KF-25接口活性石英套管，21.質(zhì)量流量計(jì)顯示器，22.真空波紋管，23.樣品架。
六具體實(shí)施例方式
本實(shí)例所采用的出土文物由成都市文物考古研究所提供，實(shí)驗(yàn)出土文物(局部)樣品B為橢圓柱形，其基本特征是長(zhǎng)約105mm，直徑約82mm，重量為740g，無(wú)機(jī)非金屬礦物含量在95％以上；孔隙率為57.8～70.0％，平均天然含水率為53.77％，具有較多的次生裂紋。由此可見(jiàn)，本實(shí)例文物(局部)樣品結(jié)構(gòu)疏松多孔，是一種具有一定含水率、孔隙率和裂隙結(jié)構(gòu)的石質(zhì)及無(wú)機(jī)非金屬材質(zhì)的出土文物。
本發(fā)明采用雙腔真空壓力浸漬裝置(圖1)和改性鈉水玻璃浸漬劑材料以及水分置換方法等綜合技術(shù)，對(duì)該文物進(jìn)行了保護(hù)?，F(xiàn)結(jié)合圖1所示，將具體工藝與步驟說(shuō)明如下A、清污與包扎采用對(duì)文物無(wú)損傷的工具對(duì)文物表面及內(nèi)部的泥土等進(jìn)行清潔。同時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)樣品強(qiáng)度較低，疏松多孔，采用紗布進(jìn)行包扎加固，以防止在浸漬過(guò)程中損壞；B、水分置換為了將文物中的水分置換掉，將經(jīng)過(guò)清污與包扎處理后的文物完全浸泡在高濃度的丙酮溶液中。每隔3天用同樣的丙酮溶液更換一次，共更換3次；C、裝置清洗與腔室隔離在試驗(yàn)之前，先用丙酮、乙醇溶液擦洗材料合成(2)、浸漬劑(1)腔室以及與之相連的部件，并用電吹風(fēng)將其吹干以除去裝置中的水分與雜質(zhì)，然后關(guān)閉微調(diào)真空閥(4)以及真空球閥(8-1，8-2，8-3，8-4)使材料合成(1)、浸漬劑腔室(2)組成的兩套抽氣系統(tǒng)相互隔離；D、文物預(yù)抽真空為去掉文物中的丙酮，將已進(jìn)行預(yù)處理的文物放入材料合成腔室(2)中，用螺栓(18-2)鎖緊材料合成腔室(2)的固定法蘭端口，然后打開(kāi)機(jī)械泵(10-2)，真空球閥(8-4)對(duì)其預(yù)抽真空，使真空度保持在60-6Pa，此時(shí)可以從電離真空計(jì)(12-2)觀察到材料合成腔室(2)中真空度變化情況，預(yù)抽真空時(shí)間為3小時(shí)；E、浸漬劑預(yù)抽真空為了排除浸漬劑材料中的氣體，并使兩個(gè)腔室的真空度相適應(yīng)，應(yīng)對(duì)浸漬劑材料預(yù)抽真空。當(dāng)材料合成腔室(2)中的真空度達(dá)到60-6Pa時(shí)，將改性鈉水玻璃浸漬劑材料溶液注入浸漬劑腔室(1)、用螺栓(18-1)鎖緊浸漬劑腔室(1)的固定法蘭端口，將活性碳加入活性碳過(guò)濾部件(6)，然后打開(kāi)與浸漬劑腔室(1)相連的機(jī)械泵(10-1)，并通過(guò)調(diào)節(jié)微調(diào)真空閥(4)使其真空度緩慢減少以避免溶液劇烈沸騰，并控制其粘度達(dá)到最佳狀態(tài)，此時(shí)可以透過(guò)真空波紋管(22-2)觀察到浸漬劑材料在不同真空狀態(tài)下的變化情況；F、真空壓力浸漬當(dāng)腔室(1)與腔室(2)的壓差比較接近時(shí)，關(guān)閉機(jī)械泵(10-1，10-2)，微調(diào)真空閥(4)，真空球閥(8-4)，停止對(duì)兩個(gè)腔室抽氣，然后打開(kāi)真空球閥(8-1)，浸漬劑材料溶液在重力作用下從浸漬劑腔室(1)注入材料合成腔室(2)中，使文物完全浸漬在該浸漬劑溶液中。然后，關(guān)閉真空球閥(8-1)，打開(kāi)真空球閥(8-2)，氣源(9)，使壓縮氣體在質(zhì)量流量計(jì)(7)控制下平緩進(jìn)入材料合成腔室(2)中，以增加材料合成腔室內(nèi)大氣壓壓力，促進(jìn)浸漬劑材料向文物中浸漬。此時(shí)可以從壓力表(16)觀察到材料合成腔室(2)中壓力變化情況；G、真空保壓浸漬當(dāng)材料合成腔室(2)中壓力達(dá)到1-3個(gè)大氣壓時(shí)，關(guān)閉真空球閥(8-2)，氣源(9)，質(zhì)量流量計(jì)(7)，在數(shù)倍大氣壓壓力作用下完成浸漬溶液對(duì)文物的浸漬，保壓時(shí)間為2小時(shí)；H、取出文物真空保壓浸漬完成后，及時(shí)取出文物。由于此時(shí)的浸漬劑材料仍然呈液體，文物強(qiáng)度仍然較低，整個(gè)操作應(yīng)輕取輕放。然后，對(duì)裝置統(tǒng)進(jìn)行充分清洗，并用電吹風(fēng)將其吹干，連接好部件，然后抽真空，保證裝置的干燥以備下次使用；I、解除包扎與養(yǎng)護(hù)當(dāng)浸漬劑材料呈半凝固狀態(tài)時(shí)，解除包扎的紗布等，靜置室內(nèi)，使浸漬劑材料在室溫條件下進(jìn)一步固化，直到完全固化為止；J、文物修飾待文物中的浸漬劑材料完全固化后，采用竹簽等較軟工具，對(duì)文物表面進(jìn)行必要的修飾和清理，即完成整個(gè)文物保護(hù)工藝過(guò)程。
鳴謝本工作為“十五”國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目課題(2004BA810B02)和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(40572030；40472028；40272029)資助。
權(quán)利要求
1.一種出土文物的真空壓力浸漬保護(hù)方法，采用雙腔真空壓力浸漬裝置，以改性鈉水玻璃為浸漬劑材料，其特征是A、清污與包扎對(duì)文物表面及內(nèi)部的泥土等進(jìn)行清潔，然后采用紗布對(duì)強(qiáng)度較低的文物進(jìn)行包扎加固；B、水分置換將經(jīng)清污與包扎處理后的文物完全浸泡在高濃度的丙酮溶液中，每隔3天更換1次，共更換3次；C、裝置清洗與腔室隔離用丙酮、乙醇溶液擦洗浸漬裝置，然后使材料合成腔室與浸漬劑腔室組成的兩套抽氣系統(tǒng)相互隔離；D、文物預(yù)抽真空為除去文物中的丙酮和空氣，將經(jīng)水分置換預(yù)處理的文物放入材料合成腔室中，然后預(yù)抽真空，使真空度保持在60-6Pa，時(shí)間1-3小時(shí)；E、浸漬劑預(yù)抽真空當(dāng)材料合成腔室真空度達(dá)到60-6Pa時(shí)，將配制的浸漬劑材料溶液注入浸漬劑腔室，然后預(yù)抽真空，使其真空度緩慢減少以避免浸漬劑材料劇烈沸騰；F、真空壓力浸漬當(dāng)兩個(gè)腔室壓差比較接近時(shí)，停止抽氣，并使兩個(gè)腔室聯(lián)通，浸漬劑流入材料合成腔室中，當(dāng)文物完全浸漬在浸漬劑溶液，再次隔離兩套抽氣系統(tǒng)，使壓縮氣體平緩進(jìn)入材料合成腔室；G、真空保壓浸漬當(dāng)材料合成腔室中壓力達(dá)到1-3個(gè)大氣壓后，再保壓時(shí)間為1-2小時(shí)；H、取出文物保壓浸漬完成后，取出文物，并對(duì)裝置統(tǒng)進(jìn)行充分清洗。I、解除包扎與養(yǎng)護(hù)當(dāng)浸漬劑材料呈半凝固狀態(tài)時(shí)，解除包扎的紗布等，靜置室內(nèi)，使浸漬劑材料在室溫條件下進(jìn)一步固化，直到完全固化為止。J、文物修飾浸漬劑材料完全固化后，對(duì)文物表面進(jìn)行必要修飾和清理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種出土文物的真空壓力浸漬保護(hù)方法，其特征是A、所述的雙腔真空壓力浸漬裝置是一種用于文物保護(hù)的雙腔真空壓力浸漬裝置，由兩個(gè)可預(yù)抽真空的浸漬劑腔室與材料合成腔室，兩套既相對(duì)獨(dú)立又相互聯(lián)通的抽氣與真空測(cè)量系統(tǒng)，一套可控氣體加壓系統(tǒng)，兩套油、水氣過(guò)濾系統(tǒng)組成，其特征是通過(guò)浸漬劑腔室與材料合成腔室的合理運(yùn)用，有效去除文物中的水分及空氣，又能避免浸漬劑劇烈沸騰對(duì)文物的破壞，使浸漬劑材料填充到文物中，尤其適用于具有一定含水率和孔隙率以及裂隙結(jié)構(gòu)的文物保護(hù)。B、所述的改性鈉水玻璃是在濃度為60-90％的鈉水玻璃通過(guò)添加10-20wt％的硅酸鉀、硼砂、碳酸鋰進(jìn)行改性所得到的浸漬劑材料，具有良好的滲透性和抗老化性能，并通過(guò)其固化粘接作用對(duì)文物進(jìn)行保護(hù)，可用于以粘結(jié)加固為主要目的各類固體文物保護(hù)，尤其適用于具有一定裂隙結(jié)構(gòu)的石質(zhì)及無(wú)機(jī)非金屬材質(zhì)的出土文物保護(hù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種出土文物的真空壓力浸漬保護(hù)方法，采用雙腔真空壓力浸漬裝置，以改性鈉水玻璃為浸漬劑材料，第1是清污與包扎；第2是水分置換，將文物浸泡在丙酮溶液中，每隔3天更換1次，共更換3次；第3是裝置清洗并隔離兩套抽氣系統(tǒng)；第4是在真空度60－6Pa下對(duì)文物預(yù)抽真空1－3小時(shí)；第5是浸漬劑預(yù)抽真空；第6是使壓縮氣體平緩進(jìn)入材料合成腔室對(duì)文物進(jìn)行真空壓力浸漬；第7是在1－3個(gè)大氣壓下保壓浸漬1－2小時(shí)；第8是取出文物與裝置清洗；第9是在浸漬劑半凝固時(shí)解除包扎，在室溫條件下靜置，直到完全固化為止；第10是文物修飾。工藝比較簡(jiǎn)單，用途比較廣泛，尤其適用于具有一定含水率和裂隙結(jié)構(gòu)的石質(zhì)及無(wú)機(jī)非金屬材質(zhì)的出土文物保護(hù)。
文檔編號(hào)C04B41/50GK101066545SQ20061002242
公開(kāi)日2007年11月7日 申請(qǐng)日期2006年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月6日
發(fā)明者汪靈, 葉巧明, 張湘輝, 李藝明 申請(qǐng)人:成都理工大學(xué)