文物保護現(xiàn)代材料及應用.ppt

文物保護現(xiàn)代材料及應用,第一章 文物保護的定義及保護材料的要求 第二章清洗材料 第三章文物常用材料簡介 第四章表面涂層材料的要求與應用 第五章粘接材料的應用方法 第六章加固材料的要求與應用 第七章灌漿材料的要求與應用 第八章修補材料 第九章生物防治材料,第一章 文物保護的定義及保護材料的要求,文物保護的定義,文物保護是通過自然科學的理論探討文物的損害機理，并在其理論指導下，利用各種科學技術手段，恢復、維持文物原貌, 并盡量延長文物存在年限的科學。,文物修復保護的過程,文物保護是一個綜合的過程，包括對文物進行保護的各個階段。 （1）現(xiàn)場提取 （2）清洗 （3）加固 （4）粘接 （5）補全 （6）存放與展示 古建筑的保護有很多內(nèi)容與室內(nèi)文物保護相似,文物保護材料的要求,1應用中對文物無害，對操作人員無害； 2使用方便；應用最好不要受條件限制，如在野外室內(nèi)都能用; 3材料的性能、組成、純度已知，不了解成分的材料不應使用； 4價格適當； 5.從材料和工藝上都具有可再處理性； 5應用前任何材料都應該經(jīng)過實驗。,第二章清洗材料,第一節(jié)污垢及其分類,）按性狀 顆粒狀污垢：粘附的土、灰塵 覆蓋膜狀污垢：水垢、銹層 （2）按極性 非極性污垢 極性污垢 （3）按來源 風化產(chǎn)物； 外來的；人為的：如不當?shù)臅鴮?，不當?shù)男迯汀?（4）按成分 無機污垢：有機污垢： （5）按溶解性,第二節(jié)清洗用原料,一水,（1）蒸餾水 （2）離子交換水： （3）電滲析： 有的時候，凈化水可以采用添加碳酸鈉的方法（家用的凈水法）。 文物保護中，最好采用雜質含量少的水，自來水在有些時候是可以接受的，比如陶器初步脫鹽的時候，但是在最后階段要用蒸餾水。,二其它輔助材料, 堿 表面活性劑 螯合劑 酶 殺生劑 ：殺滅霉菌、草類等,三清洗方法,水配合表面活性劑 可去除液態(tài)污垢和固態(tài)污垢,第三節(jié) 文物的化學清洗,在采用表面活性劑對文物上粘附的污垢進行清洗時，破壞的是文物和污垢之間的二次鍵（靜電等），這種清洗對某些污垢沒有清除能力，例如水垢和銹垢，這時就需要采用破壞一次鍵的化學清洗方法。 使用酸、堿及絡合劑等,石質建筑的化學清洗,1氫氟酸 :主要去硅質硬垢 2 氟化銨 3 氫氧化鈉：清洗油脂等 注意：用堿和其它清洗劑清洗完畢要將殘余物洗掉，否則會有可溶鹽產(chǎn)生，造成破壞,第四節(jié) 有機溶劑干洗方法,一對象和目的,（1）老化材料的去除 （2）不當修復的糾正 （3）臨時性材料的去除,二常用溶劑的種類,1烴類溶劑 （1）white spirit：（石腦油），petroleum spirit，在我國也叫做白油。 （2）甲苯和二甲苯（Toluene and xylene） （3）200號油漆溶劑油：沸程為100-200C。 2氯代烴類 包括氯仿、四氯甲烷、二氯甲烷、二氯乙烷、三氟二氯乙烷等。 3醇 4酮 5醚 6酯 乙酸甲酯（methyl acetate）、乙酸戊酯（amyl acetate）,三方法,1浸泡 2帖敷 3蒸汽法,第五節(jié) 膏狀物清洗法,一方法,采用一種吸附性很強的惰性物質做載體，用溶劑飽和，涂敷在需要清洗的的表面，膏狀材料使溶劑緊貼在被處理的面上，使它能夠溶解引起污垢的物質，被溶解的污垢在溶劑揮發(fā)過程中，被從文物的孔隙中吸到膏狀物中。,二膏狀物的組成,1多孔惰性材料 （1）海泡石（sepiolite）：含有水化硅酸鹽，多孔。 （2）凹凸棒石（attapulgite）：也叫硅鎂土、綠坡縷石，具有網(wǎng)狀結構，沒有膨脹性。 （3）（laponite）：是一種無機合成的粘土類膠體，白色細粉狀，與溶劑混合形成觸變性凝膠。 （4）斑脫土（bentonite）：是一種蒙脫石含量較高的黏土。 （5）其它可用的材料還有活性炭、硅藻土、酸性白土、活性白土、分子篩等。 2溶劑 采用的溶劑包括水和有機溶劑。 3輔助材料 為了提高清洗效果，分解難溶的污垢，需要采用一些酸、堿或螯合劑等。,三用途,用于清洗文物如陶瓷和石質文物表面的鹽類和污垢。 用于文物表面局部污物的清除，脆弱不適宜采用浸泡方法清洗的文物，以及大件文物、側面的清洗。,四應用舉例,膏狀物曾成功地用于陶瓷及石刻表面污斑和鹽的去除。這種方法也可用于有機材料的去除。 石灰石和大理石的清洗 配方（AB-57）： 碳酸氫銨： 60克 碳酸氫鈉： 60克 EDTA： 60克 表面活性劑： 10克 羧甲基纖維素：60克,第六節(jié) 干洗材料,一方法,在英文中稱為dry clean，采用粉狀或可塑的團狀物滾擦有污垢的文物表面，使污垢被吸附在有塑性的膠團中。 用于不能用水清洗的文物，例如表面粗糙的無釉陶器等。,二材料及使用方法,（1）清洗粉（draft clean powder）：含有膠狀擦洗物質的精細粉碎的粉末，用于清洗紙的表面。 粉狀物的使用：采用質的毛筆將粉狀物通過圓型運動刷過有污垢的表面，使污垢被擦掉。 （2）膩子橡膠：含有丁基橡膠和浮石，另外以碳酸鈣做填料，通過輕擦去除文物上的污垢，不會殘留。 （3）合成膩子：通過輕壓使膩子粘在器物上，然后取下，可以將塵垢粘附在膩子表面而脫離文物。這種方法用于表面粗糙無釉陶器的清洗，效果很好，也可以用在壁畫等其它文物的表面清洗。,第七節(jié) 物理清洗方法,一刷、刮、磨 二壓縮空氣噴沙 三高壓水 四超聲波 五干冰 采用干冰冷噴的方法使污垢迅速冷凍，從而凝結，脆化，最后被剝離。 六激光,第三章文物保護常用材料簡介,幾個方面： 表面保護 粘接 加固 灌漿 修補,第一節(jié)無機材料,一鈣鋇體系（Baryta-water） 1氫氧化鈣水溶液： 2氫氧化鋇水溶液： 二水玻璃體系 硅酸鉀（Potassium silicate）在土遺址加固劑上的使用； 三硅溶膠體系,第二節(jié)天然有機材料,1天然水溶性聚合物（Natural water-soluble polymers） 一多糖 1淀粉（Starch）：2阿拉伯樹膠（Gum Arabic）；3瓊脂（Agar-Agar） 4糖 二蛋白質（Proteins） 1動物膠（Glue）： 酪蛋白（Casein） 2天然樹脂（Natural resin） 一Dammar（達瑪樹脂） 二Mastic（乳香膠） 三松香（rosin; colophony; colophene; pine resin） 四蟲膠（shellac） 五蠟,第三節(jié) 溶劑型合成樹脂,一過去曾經(jīng)使用的材料,醇酸樹脂 甲醛樹脂 Soluble nylons（可溶性尼龍） Polyethylene（PE）（聚乙烯） 聚苯乙烯（Polystyrene，PS） 聚乙烯醇縮醛（Polyvinyl acetal） Ketone resins（酮樹脂）,二現(xiàn)在使用的一些材料,聚醋酸乙烯酯（polyvinyl acetate）PVAC 丙烯酸樹脂（acrylic resin） 有機硅改性丙烯酸樹脂,第四節(jié) 反應型樹脂,一有機硅材料 二聚氨酯（Polyurethane polymers）PU 三環(huán)氧樹脂 四不飽和聚酯樹脂,第五節(jié) 樹脂乳液類,一聚醋酸乙烯乳液（Polyvinyl acetate emulsion） 二聚氨酯乳液（polyurethane emulsion） 三丙烯酸樹脂乳液（acrylic emulsion） 四有機硅改性樹脂乳液,第四章表面涂層材料的要求與應用,一作用,保護被涂覆的表面： 防水 防光 防熱（熱造成的破壞如膨脹） 防塵 防污染,二.對材料的要求,（1）光學方面 顏色：表面涂層最好不改變或很少改變表面的顏色，即盡量少地改變文物的外觀。 透明度：涂層應使光線透過自己并被物體表面反射，不阻擋光線的傳播。 表面光潔度： （2）與文物的相容性 物理的破壞：膜的熱膨脹系數(shù)與被涂覆表面的不同，導致各種的破壞。 化學的破壞：材料老化后不應該釋放有害成分，否則會產(chǎn)生破壞作用。 （3）保護性能 表面強度： 密閉性與透氣性： 耐水防水性：,三.常用的表面防護材料,各種類型的蠟； 全氟聚醚（Perfluoropolyethers）； 有機硅單體（甲基三（甲）乙氧基硅烷）和有機硅防水劑； 丙烯酸樹脂。 表面防護主要是防水,第六章加固材料的要求與應用,一加固對象,很脆弱的文物；內(nèi)部膠結物受到破壞的文物；風化很嚴重的文物等。 或為了能夠搬運展覽，需要提高脆弱文物的強度。,二加固劑的要求（以石質保護材料為例）,加固劑在沉積（deposition）時，應滲透到風化區(qū)域的所有部位； 最小限度地減小水蒸氣的透過率； 加固劑與被加固石質不存在有害的物理與化學的作用； 在運輸和使用中對健康和安全危害最??； 在審美上沒有或盡量小的變化，如在顏色、光澤、外觀結構上； 盡量避免形成連續(xù)的堅硬外層（profile），或通過化學硬化劑形成人工的硬殼等現(xiàn)象。 另一種認為：加固劑應滲入石質內(nèi)部，使它們膠結起來，并把風化層和內(nèi)部未風化部位連接起來。,三常見的加固劑,1無機材料 包括：鈣、鋇體系；水玻璃體系等。 2有機材料 包括天然材料、有機高分子樹脂、活性單體等。 樹脂的分類： （a）溶劑型樹脂 優(yōu)點：易于稀釋到任何需要的濃度，易于去除。 缺點：易收縮，易變脆。如PVA、Paraloid B-72。 （b）反應型樹脂 某些樹脂因為縮合反應損失揮發(fā)性物質，形成一定的收縮。,四加固劑的使用方法,一滴注 二吸滲 三常壓浸泡 四減壓滲透,第七章灌漿材料的要求與應用,第一節(jié) 常用的灌漿材料,一水玻璃敦煌等地 二木質素 三脲醛樹脂 四丙烯酰胺 五聚氨酯 六環(huán)氧樹脂龍門石窟的應用 七甲基丙烯酸甲酯云崗石窟的應用 八丙烯酸鹽,第二節(jié) 石窟崖體的灌漿,第三節(jié)古建維修中的灌漿與錨固,第八章修補材料,第一節(jié) 灰漿的修補,通過分析確認原來的材料和工藝 修補： 手工工具填補 灌漿的方法,第一節(jié) 磚石材料建筑的修補,一采用相似材料的修補,1 石材的修補 根據(jù)分析檢驗，確定原材料的種類，然后采用相似的材料和工藝修復 2 磚的修補 通過分析，采用相似的磚，可以是其它建筑上的，也可以重新燒造。,二采用可塑材料的修補,出于經(jīng)濟的考慮，可用翻模材料復制很多與原磚石大小的修補材料，然后采用建筑修補的技術進行補配。,三采用澆注材料的修補,清理缺失部位，并鉆孔下金屬框架，外部翻制相似部位，然后用配合的澆注材料制作。,第九章生物防治材料,第一節(jié)菌類及殺菌劑,一霉菌及其破壞作用,霉菌對有機文物有很強的破壞作用 發(fā)掘現(xiàn)場的破壞 庫房文物的破壞 古建石窟的破壞 改變外觀 物理風化 化學風化,二殺菌劑要求,a有廣譜的抗微生物活性、藥效高、活性長久、對各種霉菌、細菌有廣泛的致死或擬制作用，且使用濃度低; b在文物上使用不產(chǎn)生副作用; c性能穩(wěn)定; d對文物和操作人員沒有危害; e價格低廉，使用方便。,三常用的殺菌劑,1 五氯酚（pentachlorophenol） 2五氯酚鈉 3對硝基酚 4鄰苯基酚 5百里香酚 6醋酸苯汞 7八羥基喹啉銅 8水楊酸 9水楊酸甲酯 10苯甲酸 11對羥基苯甲酸酯（尼泊金） 122-巰基苯并噻唑,第二節(jié)對文物有破壞作用的蟲類和殺蟲劑,一對文物有破壞作用的昆蟲,昆蟲以目分類有： （1）鞘翅目類：書竊蠹、煙草甲、大理竊蠹、中華粉蠹、谷蠹、紅圓皮蠹、中華圓皮蠹、花斑皮蠹等； （2）纓尾目：包括毛衣魚和臺灣衣魚等； （3）蜚蠊目：東方蜚蠊、美洲蜚蠊、德國蜚蠊、凹緣蜚蠊、澳洲蜚蠊等； （4）等翅目：家白蟻、黃肢散白蟻、黑胸散白蟻等；