CN109437969B - 一种基于硫酸钙材料的脆弱骨质文物保护方法 - Google Patents

一种基于硫酸钙材料的脆弱骨质文物保护方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于硫酸钙材料的脆弱骨质文物加固保护方法。在本方法中，将甲氧化钙溶液和硫酸铵溶液先后以滴渗的方式引入脆弱的骨质文物，两者发生反应生成的二水硫酸钙可对脆弱的骨质文物起到加固作用。本方法中所用甲氧化钙溶液为甲氧化钙在挥发性低碳醇溶剂中的溶液，其中甲氧化钙的含量为5.0‑8.5g/L；所用硫酸铵溶液为硫酸铵在去离子水中的溶液，其中硫酸铵的含量为6.5‑13.2g/L。本发明所用的加固材料二水硫酸钙强度高，物理化学性质稳定，可以满足博物馆环境对骨质文物长期保护的需要。

Description

一种基于硫酸钙材料的脆弱骨质文物保护方法
技术领域
本发明属于骨质文物加固保护领域，涉及骨质文物加固材料及其使用方法。
背景技术
骨及骨制品是考古发掘现场常见的出土文物。不过，由于长期的地下埋藏，部分此类骨质文物已经糟朽不堪，异常脆弱，亟需加固保护。目前，石蜡[一种石蜡保护出土古象牙文物的表面处理方法，CN101386549]和丙烯酸树脂、有机硅树脂等有机高分子材料[王有为.福建昙石山遗址出土骨质文物现场保护述略.中国文物科学研究，2015，3，79-83]是常用的保护材料。但是，有机高分子材料在骨质文物保护方面应用效果不理想。在使用几年之后，有机高分子材料普遍会出现黄变、强度降低和剥落等老化现象[汪灵.中国的古象牙文物及其保护意义.中国文物科学研究，2007，2，58-61]。这些现象与有机高分子材料的物理化学稳定性差有直接关系。近年来，改性硅酸钾[李艺明.水玻璃的改性研究及其在古象牙保护中的应用.硕士论文，2007-05-01]、纳米TiO2/丙烯酸树脂[一种用于文物保护及加固的纳米复合材料的制备方法，CN103694425A]、明胶/磷酸钙[刘晓清，范敏，马振华，苏媛，赵鑫桂.胶原基复合骨组织工程支架材料在骨质文物保护中的应用.文物保护与考古科学，2013，1，68-74；用于骨质文物修复的粘合剂组合物，CN108219680A]等复合材料的研究也陆续见诸报到。相对于传统有机加固材料，由于无机材料的引入，复合材料的加固效果和稳定性也有一定的提高。不过，复合材料中的有机成分同样存在老化和强度改变问题，仍不能为脆弱骨质文物提供长久的保护。因而，发展加固效果良好且物理化学性质稳定的加固材料将有助于解决脆弱骨质文物的保护问题。
发明内容
本发明提供了一种利用硫酸钙材料保护脆弱骨质文物的方法。
本发明所采取的技术方案为：在进行保护处理时，利用表面滴渗的方法将甲氧化钙溶液和硫酸铵溶液先后引入脆弱骨质文物，利用甲氧化钙和硫酸铵发生化学反应生成的二水硫酸钙加固脆弱骨质文物。
本发明所用的甲氧化钙溶液为甲氧化钙在低碳醇(甲醇、乙醇和丙醇)中的溶液，其浓度为5.0-8.5g/L。
本发明中所述硫酸铵的溶液为硫酸铵在去离子水中的水溶液，其中硫酸铵的浓度为6.5-13.2g/L。
本发明在进行加固处理时，利用滴渗的方法将甲氧化钙的低碳醇溶液和硫酸铵水溶液先后引入脆弱骨质文物，利用甲氧化钙和硫酸铵发生化学反应生成的二水硫酸钙加固脆弱骨质文物。
本发明上述技术方案的有益效果在于：本发明所用加固剂的前驱体材料为溶液，其良好的渗透性便于进行加固保护处理；加固材料二水硫酸钙的强度高，而且其加固强度可以通过前驱体材料的浓度和加入量的进行调节；加固材料二水硫酸钙为无机物，其物理化学性质比较稳定，可以满足博物馆环境对骨质文物长期加保护的需要。
附图说明
图1.模拟样品经保护处理前后微观形貌
图2.连续加固相二水硫酸钙的XRD图谱(a.经甲氧化钙的甲醇溶液滴渗处理后，b.经硫酸铵溶液滴渗处理后)
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明做一详细说明：
实施例
1、风化骨质文物模拟试块制备
取新鲜的牛骨置于浓度为5％的碳酸钠溶液中煮2小时，除去其中的油脂类物质。取出干燥后置于马弗炉中，在650℃煅烧3小时，冷却后放入盐酸溶液浸泡5分钟，去离子水清洗后置于空气中自然干燥。
2、风化骨质文物模拟试块的加固处理
(1)利用滴渗的办法将5.0g/L的甲氧化钙的甲醇溶液从表面引入风化骨质文物模拟试块，其形貌见图1a，引入的甲醇钙以松散的微粒状物存在。
(2)利用滴渗的办法将5.0％的磷酸铵溶液从表面引入风化骨质文物模拟试块，其形貌见图1b，甲醇钙与硫酸铵反应生成的连续矿物相(二水硫酸钙，见图2)，对试块起到了加固作用。
4、加固效果
经上述方法进行加固处理后，风化骨质文物模拟试块的物理性质变化如表1所示
表1.加固处理前后风化骨质文物模拟试块物理性质变化
Figure BSA0000176355910000031
从显微硬度的测试结果来看，经处理后模拟风化试样的强度有了明显的提高；从水吸收测试结果来看，试块的孔隙率有了明显降低；而且从色差测试结果来看，试块外观的变化也在允许范围之内(ΔE＜5.0)。

Claims (2)

1.一种加固脆弱骨质文物的方法，其特征在于以甲氧化钙的低碳醇溶液和硫酸铵的水溶液作为加固剂二水硫酸钙的前驱体材料；在进行加固处理时，利用滴渗的方法将甲氧化钙的低碳醇溶液和硫酸铵水溶液先后引入脆弱骨质文物，利用甲氧化钙和硫酸铵发生反应生成的二水硫酸钙加固脆弱骨质文物；所用甲氧化钙醇溶液的浓度为5.0-8.5g/L，硫酸铵水溶液的浓度为6.5-13.2g/L。
2.根据权利要求1所述的加固脆弱骨质文物的方法，所用挥发性低碳醇为甲醇、乙醇或丙醇中的一种。
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