CN201149575Y - 博物馆藏展材料评估筛选用测试容器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于测试设备技术领域，具体为一种博物馆藏展材料评估筛选用的测试容器，它由反应容器、瓶塞、挂钩和夹具有组合构成，其中，反应容器采用玻璃瓶或玻璃管，瓶塞为反应容器的密封盖，挂钩设置于瓶塞下端，挂钩的两侧均设有钩槽，金属试片通过夹具悬挂于挂钩上；被测材料和试管放置于反应容器的底部，试管内盛放蒸馏水，脱脂棉塞于试管的上口。本实用新型改善了测试容器的密封性能，并可同时测多种金属试片，有利于测试方法的标准化、规范化。

Description

博物馆藏展材料评估筛选用测试容器

技术领域

本实用新型发球测试设备技术领域，具体涉及一种博物馆藏展材料评估筛选用测试容器。

背景技术

从目前国内外现有技术来看，为了能检测出对文物具有潜在危害的材料，评估用于制作博物馆藏品库房、陈列柜、储藏柜等材料以及博物馆小环境对文物保护的适应性，许多研究机构仍在采用三十年前英国博物馆提出的一种腐蚀测试方法——Oddy Test法。OddyTest法是一种加速腐蚀实验方法，是把被测材料与经打磨露出活性表面的金属块状试片同时密封于同一个玻璃测试管中，在相对湿度为100％、温度60℃、反应时间为28天的条件下进行测试，并通过分析金属试片的腐蚀程度来对被测材料是适合于长期使用、短期使用或不适合使用来进行分类。该方法所采用的玻璃测试管如图1，被测金属试片的固定方式是将尼龙线的一端穿过打孔的金属试片并系紧，另一端穿过瓶塞与玻璃管之间的空隙，通过玻璃磨口挤压尼龙绳固定。该方法虽也可获得较为可靠的结果，但在实际应用中明显暴露出一些不足，如在金属试片表面打孔时易带来金属表面的物理变形；尼龙线固定须经过玻璃磨口与玻璃管体之间的空隙，从而不能保证玻璃容器的密闭性能；同时由于尼龙线材质较软，不能确保避免多个金属试片的互相接触，从而较难在同一测试瓶中进行同一藏展材料环境下的多种金属试片的检测等。

为此，多年来人们不断通过改变一些影响测定因素如温度、湿度、容器大小和形状等对Oddy Test法进行一些改进，且改进后的操作程序也是建立在传统Oddy Test法检测程序基础之上的。其中对容器的大小和形状的改进近年来主要有以下两种做法(见图2)：一种是Joseph A.Bamberger等通过将被测材料放置在20mL的大口烧杯中，将银、铜、铅金属试片折弯放在烧杯边缘，再将此烧杯放入底部有2mL蒸馏水以保证100％湿度的80mL烧杯中，带有Teflon带子的玻璃盖以保证密闭性能，此种方法虽被Metropolitan博物馆用来筛选一定的馆藏材料，并可用于测试同一种馆藏材料对不同试片的影响，但同时也暴露出一些不足之处：只能固定片状金属试片，且金属试片的弯曲将会带来一定的物理变形而影响测试结果和结果的观察。金属试片与烧杯的接触也有可能在接触点附近形成溶液层而产生电化学腐蚀现象从而干扰测试结果。另一种是Robinet等采用的“3合1”加速腐蚀实验法，他们是采用硅胶塞替代传统的标准磨口瓶塞，用解剖刀在硅胶塞上切三个狭缝，约5mm深，10mm长(见图3)，用于插入金属试片。为避免硅胶塞吸收有害气体如周围环境中的木头等挥发的乙酸等物质而产生污染，进而干扰材料检测，硅胶塞通常需在含惰性气体的容器中放置。在确保3种试片不互相接触后将硅胶塞插入反应试管中，并确保塞子塞紧后金属试片也不与容器壁接触和试片间相互接触。该改进方法可同时进行多个试片的测试。而在对腐蚀程度进行评价时，通常取底部的40％进行评估。将多个试片倒嵌在橡胶塞的底部槽中以固定，这种方法目前也已用于大英博物馆馆藏材料的筛选评估中。该法虽然也能模拟在同一藏展材料环境中对多种金属试片的影响，但为了避免橡胶塞在测试过程中对金属试片可能产生腐蚀，橡胶塞需特定材质。且由于试片表面与橡胶塞的接触，也易形成溶液层而产生电化学腐蚀现象而干扰测试结果，并且也不利于新型金属纳米镀膜试片的固定。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种新的博物馆藏展材料评估筛选用新型测试容器，以便克服传统玻璃测试管采用尼龙线固定金属试片所造成的密闭性欠佳、只能挂单一金属试片以及试片固定中所造成的电化学腐蚀现象等问题。

本实用新型设计的博物馆藏展材料评估筛选用测试容器，由反应容器1、瓶塞15、挂钩12和夹具13组合构成，其结构如图4所示。其中，反应容器1采用玻璃瓶或玻璃管，瓶塞15为反应容器1的密封盖，挂钩12设置于瓶塞15下端，挂钩12的两侧均设有钩槽，金属试片2通过夹具13悬挂于挂钩12上；被测材料6和试管7放置于反应容器1的底部，试管7内盛放蒸馏水9，脱脂棉8塞于试管7的上口。

本实用新型中，夹具13可由不锈钢丝弯曲而成，不锈钢丝外面有聚四氟乙烯套管，起防腐作用，其结构如图8所示。

本实用新型中，反应容器1也可是广口玻璃瓶，其结构如图6所示。这时，瓶塞15可能是空心塞，这时挂钩12可以采用套环16和弯钩挂具17的组合形式，弯钩挂具17穿挂于套环16中，弯钩挂具17可供2-4个夹具13悬挂。

弯钩挂具17可由不锈钢丝弯曲而成，外面也有聚四氟乙烯套管。如图7所示。

本实用新型测试容器采用的是在原有玻璃测试管的标准塞底部加工玻璃或其他材质的挂钩，或在广口瓶的空心塞内部加工玻璃套环，以玻璃挂钩12或卡于玻璃套环16的挂具17(外套聚四氟乙烯管)替代传统尼龙绳固定带孔块状金属试片，也可通过另外固定新型金属镀膜试片。上述改进方法不仅可解决密闭性问题，同时可进行在同一藏展材料环境中的多个金属试片测试的模拟试验。如若文物为铅含量很高的青铜物品，则可用来对铅片和铜片同时进行模拟测试。此实用新型完全可以满足这样的要求。

更具体的说，本实用新型中，选用具有34#标准磨口塞的50mL试管作为反应容器，在标准磨口塞底部加工双向玻璃挂钩或用其他非腐蚀性材料加工制成挂钩12。也可选用125mL广口瓶，在其空心塞内部加工玻璃套环16。以挂钩12或卡于玻璃套环的挂具17替代传统尼龙绳固定带孔块状金属试片，或以自制夹具同定新型金属试片。为避免悬挂的金属试片与试管底部被测材料接触，挂钩12或挂具17的底部距试管或广口瓶底部约55-65mm。此项改进可在同一测试容器中悬挂多至四种互不接触而产生影响的金属试片；并可避免悬挂金属试片与试管底部的被测材料接触。套环16距瓶底约80.0-100.0mm，套环为直径为5.0mm的玻璃棒烧制而成的内径5.0mm，外径为15.0mm的套环。所采用的夹具13为φ0.8mm，材质为304的不锈钢丝弯制而成的不锈钢夹具(如图4)，主要用于金属纳米镀膜试片在玻璃挂钩固定，带孔块状金属试片也可直接挂于挂钩上或者外套聚四氟乙烯小管的S形连接件(其大小以金属挂片不接触下面的测试材料为准)上。夹具的弯曲部位与纳米镀膜金属试片的接触点对金属试片的边缘起支撑作用，夹具表面的外套聚四氟乙烯管可有效地避免不锈钢丝对试片测试的影响，疏水性的聚四氟乙烯层也可防止接触点形成溶液层，从而有效避免了电化学腐蚀现象。当然也可采用非腐蚀塑料加工而成的塑料夹具等。本测试容器可悬挂2-4个金属试片，可以模拟在同一材料环境下对多种金属材质文物的影响。

本实用新型中金属试片既包括传统的0ddy Test法中的带孔块状金属试片，也包括圆形金属纳米镀膜试片。

本实用新型具有以下优点：

(1)利用玻璃或其他非腐蚀性材料所制备的挂钩来代替传统的尼龙绳固定方式，改善了容器的密闭性能；

(2)利用玻璃或其他非腐蚀性材料所制备的挂钩，可同时在同一测试容器中悬挂多种金属试片，从而可模拟评估同一藏展材料环境中对多种金属材质文物的影响。

(3)夹具由外套一层聚四氟乙烯管不锈钢丝弯制而成，可有效地避免在接触点形成的溶液层对金属试片产生的电化学腐蚀现象。

(4)本实用新型玻璃不仅用于传统Oddy Test法中带孔块状金属试片的固定，也利于圆形金属纳米镀膜试片的固定。

(5)结构简单，加工方便，成本较低，方便用于多个试片同时测试，有利于博物馆馆藏材料评估筛选测试方法的标准化、规范化。

附图说明

图1传统“Oddy Test”法装置图示。

图2Metropolitan博物馆改进后的“Three-in-one”测试容器图示。

图3“3合1”快速腐蚀试验中硅橡胶塞上的金属试片图示。

图4为本实用新型结构图。

图5为本实用新型结构图(直接悬挂形式)。

图6为本实和新型结构图(广口瓶形式)。

图7为弯钩挂具结构图。

图8夹具夹持金属试片示意图，(a)为正面图，(b)为背面图。

图中标号：1为反应容器，2为金属试片，3为瓶塞，4为尼龙丝，5为热收缩套圈，6为被测材料，7为小试管，8为脱脂棉，9为蒸馏水，10为广口玻璃烧杯，11为Pyrex玻璃烧杯，12为玻璃挂钩，13为夹具，14为聚四氟乙烯生胶带，15为瓶塞，16为玻璃套环，17为弯钩挂具。

具体实施方式

下面通过实施例对本实用新型提供的测试容器予以进一步的说明。

本实用新型实例中所用材质：采用对银、铜等金属没有腐蚀性的玻璃或不锈钢丝。其中反应容器中的挂钩12或玻璃套环17可直接采用直径为5mm的玻璃棒烧制而成，挂钩12部分可稍细。夹具13由φ0.8mm，材质为304的弹性不锈钢丝弯曲而成、外面的聚四氟乙烯管内径为1.0mm。

1.反应容器制备：购置34#标准磨口玻璃试管，或125mL广口玻璃容器，由生产厂家或自行加工玻璃挂钩12或套环16。

2.测试容器清洗：依次用热的洗涤剂溶液洗，水洗，乙醇超声洗，水洗，硝酸双氧水(体积比1∶3)混合溶液浸泡，水洗，蒸馏水超声洗，110℃烘干备用。

或采用大英博物馆对装置的清洁方式：采用铬酸浸泡，用加热的清洁剂冲洗，用蒸馏水冲洗，烘干，最后用本生灯灼烧。由于所用铬酸毒性很强且有致癌作用，本实用新型清洗方式采用前者，环保且成本较低。

3.将高纯度(≥99.5％)厚度为0.1mm的金属薄片(银片、铜片和铅片)切割为10×15mm，并在每片薄片的一端中间打孔。然后两面用玻璃刷或细多相砂纸打磨。在此过程中尽可能保持金属试片平整，防止变形。处理好后的金属试片在丙酮中轻微振荡后用镊子取出，晾干备用。

4.将约2g或5g的被测材料放入具磨口的50mL的玻璃测试管或125ml广口玻璃测试容器中，大块的切成约10×10×5mm的块状。当材料由于体积过大无法放入测试容器中时，应尽可能多的取样检测，但以不碰到试片为准。

5.夹具制备和挂片：手戴双层手套(戴一层一次性PE塑料手套后再戴一层干净的薄棉手套)后取清洗干燥后的不锈钢丝插入聚四氟乙烯管内，弯制成如图形状的夹具，此夹具可清洗后反复使用。挂片时，用剪刀裁开真空包装的银或铜金属薄膜试片，一手捏住金属薄膜试片的边缘部位，一手将夹具拉开，利用不锈钢丝的弹性将金属试片固定在夹具上，支点为金属圆片的边缘部位，注意手或夹具不要接触到金属圆片的正面，以免造成污染。继而挂在相应的挂钩上。对于带孔块状金属试片可直接挂于挂钩上，或者先挂于外套聚四氟乙烯小管的S形夹具13上，再挂在卡于玻璃套环的挂具17上。

6.将0.5mL试管中装入蒸馏水后用脱脂棉封口，放入50mL或125mL反应容器中。反应容器与瓶塞可用聚四氟乙烯生胶带封固。

7.每种金属试片均有一个对照试片(不加材料，只放入金属试片和水)

8.反应器放入60℃烘箱中，如果有可能可使测试容器稍微倾斜，以防止冷凝水沉积在金属试片上。

8.反应14天(金属纳米镀膜试片)或28天(传统Oddy Test法中块状金属试片)后，取出金属试片与对照试片对比，并分析判断腐蚀的程度。

实例1

将约2g的被测材料(以编号为板-5的板材为例)切成约10×10×5mm的块状后，放入34#标准磨口的50mL的玻璃测试管容器中。0.5mL的小试管中装入蒸馏水后用脱脂棉封口，放入测试容器中。用镊子取一带孔银金属块状试片，挂在相应的挂钩上。标准磨口塞表面缠一薄层聚四氟乙烯生胶带，用于测试容器的进一步密封。同时准备一个对照试验(采用传统的尼龙绳固定方式)和一个空白对照试验(不加测试材料，只加金属薄膜试片和水)。测试容器放入60℃烘箱中。反应28天后，取出金属块状试片，并采用传统的oddy测试法的对比方法与对照试片比对，确定腐蚀程度。结果发现采用改进后的测试容器所得结论与采用传统oddy法所得出的结论一致。

同样的类似实验，如把上面的银金属块状试片换成铜或铅金属块状试片，所得结果与采用oddy法所得结果能较好的一致。

实例2

将约5g的被测材料(以编号为板-5的板材为例)切成约10×10×5mm的块状，放入34#标准磨口的125mL的广口玻璃测试容器中。1.5mL的小试管中装入蒸馏水后用脱脂棉封口，放入测试容器中。用镊子取一带孔银金属块状试片，挂在相应的与套环相卡的挂具上。标准磨口塞表面缠一薄层聚四氟乙烯生胶带，用于测试容器的进一步密封。同时准备一个对照试验(采用传统的尼龙绳固定方式)和一个空白对照试验(不加测试材料，只加金属薄膜试片和水)。测试容器放入60℃烘箱中。反应28天后，取出金属块状试片，并采用传统的oddy测试法的对比方法与对照试片比对，确定腐蚀程度。结果发现采用改进后的测试容器所得结论与采用传统oddy法所得出的结论一致。

同样的类似实验，如把上面的银金属块状试片换成铜或铅金属块状试片，所得结果与采用oddy法所得结果能较好的一致。

实例3

经检验后证明所采用的玻璃、不锈钢丝、聚四氟乙烯等材料经过清洗之后对金属试片没有影响后，在同一测试容器中进行一种藏展材料对多种金属试片的影响测试。将约2g的被测材料(以编号为板-5的板材为例)放入具磨口的50mL的玻璃测试管容器中，切成约10×10×5mm的块状。0.5mL的小试管中装入蒸馏水后用脱脂棉封口，放入测试容器中。用镊子分别取一带孔银金属块状试片和带孔铜金属块状试片，挂在相应的挂钩上。标准磨口塞表面缠一薄层聚四氟乙烯生胶带，用于进一步密封测试容器。同时每种金属试片均有一个对照试片(采用传统的尼龙绳固定方式)和一个空白对照试验(不加测试材料，只加金属薄膜试片和水)。测试容器放入60℃烘箱中。反应28天后，取出金属块状试片，并采用传统的oddy测试法的对比方法与对照试片比对，确定腐蚀程度。结果发现采用改进后的测试容器所得结论与采用传统oddy法所得出的结论一致。

同样的类似实验，也可把银金属块状试片和银纳米镀膜试片同时置于上面所提及的容器中进行快速比对测试。

实例4

将约2g的被测材料(以编号为板-5的板材为例)切成约10×10×5mm的块状后，放入34#标准磨口的50mL的玻璃测试管容器中。0.5mL的小试管中装入蒸馏水后用脱脂棉封口，放入测试容器中。用剪刀裁开真空包装的银金属纳米薄膜试片。手戴双层手套(戴一层一次性PE塑料手套后再戴一层干净的薄棉手套)后取拿银金属薄膜试片，夹在外套有聚四氟乙烯管的不锈钢夹具上，并挂在相应的挂钩上。标准磨口塞表面缠一薄层聚四氟乙烯生胶带，用于测试容器的进一步密封。同时准备一个对照试验(采用传统的尼龙绳固定方式)和两个空白对照试验(不加测试材料，只加金属薄膜试片和水)。测试容器放入60℃烘箱中。反应14天后，取出金属薄膜试片。采用XTL-3400型体视显微数码成像系统对已测试试片拍照，并与两对照试验的试片对比。结果发现采用改进后的测试容器所得结论与采用传统oddy法所得出的结论一致。

Claims (4)

1、一种博物馆藏展材料评估筛选用的测试容器，其特征在于由反应容器(1)、瓶塞(15)、挂钩(12)和夹具(13)组合构成，其中，反应容器(1)采用玻璃瓶或玻璃管，瓶塞(15)为反应容器(1)的密封盖，挂钩(12)设置于瓶塞(15)下端，挂钩(12)的两侧均设有钩槽，金属试片(2)通过夹具(13)悬挂于挂钩(12)上；被测材料(6)和试管(7)放置于反应容器(1)的底部，试管(7)内盛放蒸馏水(9)，脱脂棉(8)塞于试管(7)的上口。

2、据权利要求1所述的博物馆藏展材料评估筛选用的测试容器，其特征在于所述挂钩采用套环(16)和弯钩挂具(17)的组合形式，弯钩挂具(17)穿挂于套环(16)中，弯钩挂具(17)可供2-4个夹具(13)悬挂。

3、根据权利要求1所述的博物馆藏展材料评估筛选用的测试容器，其特征在于所述夹具(13)由不锈钢丝弯曲构成，其外面有聚四氟乙烯套管。

4、根据权利要求2所述的博物馆藏展材料评估筛选用的测试容器，其特征在于所述的弯钩挂具(17)由不锈钢丝弯曲构成，其外面有聚四氟乙烯套管。

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