文物保护中的现代材料及应用课件

1、文物保护现代材料及应用第一章 文物保护的定义及保护材料的要求第二章清洗材料第三章文物常用材料简介第四章表面涂层材料的要求与应用第五章粘接材料的应用方法第六章加固材料的要求与应用第七章灌浆材料的要求与应用第八章修补材料第九章生物防治材料第一章 文物保护的定义及保护材料的要求文物保护的定义文物保护是通过自然科学的理论探讨文物的损害机理，并在其理论指导下，利用各种科学技术手段，恢复、维持文物原貌, 并尽量延长文物存在年限的科学。 文物修复保护的过程文物保护是一个综合的过程，包括对文物进行保护的各个阶段。（1）现场提取（2）清洗（3）加固（4）粘接（5）补全（6）存放与展示古建筑的保护有很多内容与室内

2、文物保护相似文物保护材料的要求1应用中对文物无害，对操作人员无害；2使用方便；应用最好不要受条件限制，如在野外室内都能用;3材料的性能、组成、纯度已知，不了解成分的材料不应使用；4价格适当；5.从材料和工艺上都具有可再处理性；5应用前任何材料都应该经过实验。第二章清洗材料第一节污垢及其分类）按性状颗粒状污垢：粘附的土、灰尘覆盖膜状污垢：水垢、锈层（2）按极性非极性污垢极性污垢（3）按来源风化产物； 外来的；人为的：如不当的书写，不当的修复。（4）按成分无机污垢：有机污垢：（5）按溶解性第二节清洗用原料一水 （1）蒸馏水（2）离子交换水：（3）电渗析：有的时候，净化水可以采用添加碳酸钠的方法（家

3、用的净水法）。文物保护中，最好采用杂质含量少的水，自来水在有些时候是可以接受的，比如陶器初步脱盐的时候，但是在最后阶段要用蒸馏水。二其它辅助材料 碱表面活性剂 螯合剂酶 杀生剂 ：杀灭霉菌、草类等三清洗方法水配合表面活性剂可去除液态污垢和固态污垢 第三节 文物的化学清洗在采用表面活性剂对文物上粘附的污垢进行清洗时，破坏的是文物和污垢之间的二次键（静电等），这种清洗对某些污垢没有清除能力，例如水垢和锈垢，这时就需要采用破坏一次键的化学清洗方法。 使用酸、碱及络合剂等石质建筑的化学清洗1氢氟酸:主要去硅质硬垢2氟化铵3 氢氧化钠：清洗油脂等注意：用碱和其它清洗剂清洗完毕要将残余物洗掉，否则会有可溶

4、盐产生，造成破坏第四节 有机溶剂干洗方法一对象和目的（1）老化材料的去除（2）不当修复的纠正（3）临时性材料的去除二常用溶剂的种类1烃类溶剂（1）white spirit：（石脑油），petroleum spirit，在我国也叫做白油。（2）甲苯和二甲苯（Toluene and xylene）（3）200号油漆溶剂油：沸程为100-200C。2氯代烃类包括氯仿、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蒸汽法第五节 膏状物清洗法 一方法采用一种吸附性很强的惰性物质做载体，用溶

5、剂饱和，涂敷在需要清洗的的表面，膏状材料使溶剂紧贴在被处理的面上，使它能够溶解引起污垢的物质，被溶解的污垢在溶剂挥发过程中，被从文物的孔隙中吸到膏状物中。 二膏状物的组成1多孔惰性材料（1）海泡石（sepiolite）：含有水化硅酸盐，多孔。（2）凹凸棒石（attapulgite）：也叫硅镁土、绿坡缕石，具有网状结构，没有膨胀性。（3）（laponite）：是一种无机合成的粘土类胶体，白色细粉状，与溶剂混合形成触变性凝胶。（4）斑脱土（bentonite）：是一种蒙脱石含量较高的黏土。（5）其它可用的材料还有活性炭、硅藻土、酸性白土、活性白土、分子筛等。2溶剂采用的溶剂包括水和有机溶剂。3辅助

6、材料为了提高清洗效果，分解难溶的污垢，需要采用一些酸、碱或螯合剂等。 三用途用于清洗文物如陶瓷和石质文物表面的盐类和污垢。用于文物表面局部污物的清除，脆弱不适宜采用浸泡方法清洗的文物，以及大件文物、侧面的清洗。四应用举例膏状物曾成功地用于陶瓷及石刻表面污斑和盐的去除。这种方法也可用于有机材料的去除。石灰石和大理石的清洗配方（AB-57）：碳酸氢铵： 60克碳酸氢钠： 60克EDTA： 60克表面活性剂： 10克羧甲基纤维素：60克第六节 干洗材料一方法 在英文中称为dry clean，采用粉状或可塑的团状物滚擦有污垢的文物表面，使污垢被吸附在有塑性的胶团中。用于不能用水清洗的文物，例如表面粗糙

7、的无釉陶器等。 二材料及使用方法（1）清洗粉（draft clean powder）：含有胶状擦洗物质的精细粉碎的粉末，用于清洗纸的表面。粉状物的使用：采用质的毛笔将粉状物通过圆型运动刷过有污垢的表面，使污垢被擦掉。（2）腻子橡胶：含有丁基橡胶和浮石，另外以碳酸钙做填料，通过轻擦去除文物上的污垢，不会残留。（3）合成腻子：通过轻压使腻子粘在器物上，然后取下，可以将尘垢粘附在腻子表面而脱离文物。这种方法用于表面粗糙无釉陶器的清洗，效果很好，也可以用在壁画等其它文物的表面清洗。第七节 物理清洗方法一刷、刮、磨二压缩空气喷沙三高压水四超声波五干冰采用干冰冷喷的方法使污垢迅速冷冻，从而凝结，脆化，最后

8、被剥离。六激光第三章文物保护常用材料简介几个方面：表面保护粘接加固灌浆修补第一节无机材料一钙钡体系（Baryta-water）1氢氧化钙水溶液：2氢氧化钡水溶液：二水玻璃体系硅酸钾（Potassium silicate）在土遗址加固剂上的使用；三硅溶胶体系第二节天然有机材料1天然水溶性聚合物（Natural water-soluble polymers）一多糖 1淀粉（Starch）：2阿拉伯树胶（Gum Arabic）；3琼脂（Agar-Agar）4糖二蛋白质（Proteins）1动物胶（Glue）： 酪蛋白（Casein）2天然树脂（Natural resin）一Dammar（达玛树脂）二

9、Mastic（乳香胶）三松香（rosin; colophony; colophene; pine resin）四虫胶（shellac）五蜡第三节 溶剂型合成树脂 一过去曾经使用的材料醇酸树脂甲醛树脂Soluble nylons（可溶性尼龙） Polyethylene（PE）（聚乙烯）聚苯乙烯（Polystyrene，PS）聚乙烯醇缩醛（Polyvinyl acetal）Ketone resins（酮树脂）二现在使用的一些材料聚醋酸乙烯酯（polyvinyl acetate）PVAC丙烯酸树脂（acrylic resin）有机硅改性丙烯酸树脂第四节 反应型树脂 一有机硅材料二聚氨酯（Polyur

10、ethane polymers）PU 三环氧树脂四不饱和聚酯树脂第五节 树脂乳液类一聚醋酸乙烯乳液（Polyvinyl acetate emulsion）二聚氨酯乳液（polyurethane emulsion）三丙烯酸树脂乳液（acrylic emulsion）四有机硅改性树脂乳液第四章表面涂层材料的要求与应用一作用保护被涂覆的表面：防水防光防热（热造成的破坏如膨胀）防尘防污染二.对材料的要求 （1）光学方面颜色：表面涂层最好不改变或很少改变表面的颜色，即尽量少地改变文物的外观。透明度：涂层应使光线透过自己并被物体表面反射，不阻挡光线的传播。表面光洁度：（2）与文物的相容性物理的破坏：膜的热

11、膨胀系数与被涂覆表面的不同，导致各种的破坏。化学的破坏：材料老化后不应该释放有害成分，否则会产生破坏作用。（3）保护性能表面强度：密闭性与透气性：耐水防水性：三.常用的表面防护材料各种类型的蜡；全氟聚醚（Perfluoropolyethers）；有机硅单体（甲基三（甲）乙氧基硅烷）和有机硅防水剂；丙烯酸树脂。表面防护主要是防水第六章加固材料的要求与应用一加固对象很脆弱的文物；内部胶结物受到破坏的文物；风化很严重的文物等。或为了能够搬运展览，需要提高脆弱文物的强度。二加固剂的要求（以石质保护材料为例） 加固剂在沉积（deposition）时，应渗透到风化区域的所有部位；最小限度地减小水蒸气的透过

12、率；加固剂与被加固石质不存在有害的物理与化学的作用；在运输和使用中对健康和安全危害最小；在审美上没有或尽量小的变化，如在颜色、光泽、外观结构上；尽量避免形成连续的坚硬外层（profile），或通过化学硬化剂形成人工的硬壳等现象。另一种认为：加固剂应渗入石质内部，使它们胶结起来，并把风化层和内部未风化部位连接起来。三常见的加固剂1无机材料包括：钙、钡体系；水玻璃体系等。2有机材料包括天然材料、有机高分子树脂、活性单体等。树脂的分类：（a）溶剂型树脂优点：易于稀释到任何需要的浓度，易于去除。缺点：易收缩，易变脆。如PVA、Paraloid B-72。（b）反应型树脂某些树脂因为缩合反应损失挥发性物

13、质，形成一定的收缩。四加固剂的使用方法一滴注二吸渗三常压浸泡四减压渗透第七章灌浆材料的要求与应用第一节 常用的灌浆材料一水玻璃敦煌等地二木质素三脲醛树脂四丙烯酰胺五聚氨酯六环氧树脂龙门石窟的应用七甲基丙烯酸甲酯云岗石窟的应用八丙烯酸盐第二节 石窟崖体的灌浆第三节古建维修中的灌浆与锚固 第八章修补材料第一节灰浆的修补通过分析确认原来的材料和工艺修补：手工工具填补灌浆的方法第一节 砖石材料建筑的修补一采用相似材料的修补1 石材的修补根据分析检验，确定原材料的种类，然后采用相似的材料和工艺修复2 砖的修补通过分析，采用相似的砖，可以是其它建筑上的，也可以重新烧造。二采用可塑材料的修补出于经济的考虑，

14、可用翻模材料复制很多与原砖石大小的修补材料，然后采用建筑修补的技术进行补配。 三采用浇注材料的修补清理缺失部位，并钻孔下金属框架，外部翻制相似部位，然后用配合的浇注材料制作。第九章生物防治材料第一节菌类及杀菌剂一霉菌及其破坏作用霉菌对有机文物有很强的破坏作用发掘现场的破坏库房文物的破坏古建石窟的破坏改变外观物理风化化学风化二杀菌剂要求a有广谱的抗微生物活性、药效高、活性长久、对各种霉菌、细菌有广泛的致死或拟制作用，且使用浓度低;b在文物上使用不产生副作用;c性能稳定;d对文物和操作人员没有危害;e价格低廉，使用方便。三常用的杀菌剂1 五氯酚（pentachlorophenol）2五氯酚钠3对硝基酚4邻苯基酚5百里香酚6醋酸苯汞7八羟基喹啉铜8水杨酸9水杨酸甲酯10苯甲酸11对羟基苯甲酸酯（尼泊金）122-巯基苯并噻唑第二节对文物有破坏作用的虫类和杀虫剂 一对文物有破坏作用的昆虫昆虫以目分类有：（1）鞘翅目类：书窃蠹、烟草甲、大理窃蠹、中华粉蠹、谷蠹、红圆皮蠹、中华圆皮蠹、花斑皮蠹等；（2）缨尾目：包括毛衣鱼和台湾衣鱼等；（3）蜚蠊目：东方蜚蠊、美洲蜚蠊、德国蜚蠊、凹缘蜚蠊、澳洲蜚蠊等；（4）等翅目：家