發(fā)布時間：2017-09-27 09:53

  本文關(guān)鍵詞：基于烷氧基鈣的石灰質(zhì)文物表面加固材料研究

  更多相關(guān)文章： 文物保護 石灰質(zhì) 加固材料 甲氧基鈣 生物礦化 碳酸鈣 草酸鈣 磷酸鈣

【摘要】：石灰質(zhì)文物因自然因素長期作用容易發(fā)生風(fēng)化,主要表現(xiàn)形式為泛鹽、片狀剝落、粉化、沉積物污染及人為破壞等。本文利用紅外光譜(IR)、X-射線衍射儀(XRD)、X-射線熒光光譜(XRF)、環(huán)境掃描電子顯微鏡(ESEM)等表征手段,揭示了西安碑林七塊清代石碑表面疏松多孔的腐蝕特征及其形成機制,為保護材料篩選和保護工藝創(chuàng)建提供了重要參考數(shù)據(jù)。論文通過調(diào)研國內(nèi)外相關(guān)石質(zhì)文物加固保護材料的特點,分析石灰質(zhì)文物的病害特征,在生物礦化理論指導(dǎo)下,提出利用烷氧基鈣作為石灰質(zhì)文物加固的新鈣源,設(shè)計制備出一系列適用于石灰質(zhì)文物加固的鈣基無機保護材料。主要工作如下：(1)以金屬鈣與無水甲醇為原料,通過直接反應(yīng)法制得甲氧基鈣,研究了其在大氣環(huán)境中形成碳酸鈣的礦化過程,為其應(yīng)用于石材加固提供理論依據(jù)；(2)基于甲氧基鈣特殊的礦化過程,對比研究了甲氧基鈣、氫氧化鈣和氯化鈣在石質(zhì)文物模擬物(砂芯)表面形成碳酸鈣和草酸鈣礦化加固層的過程,結(jié)果發(fā)現(xiàn)：甲氧基鈣在合適濕度及二氧化碳作用下會緩慢轉(zhuǎn)化為碳酸鈣,其甲醇溶液通過吸收大氣中二氧化碳能夠在石質(zhì)文物模擬物表面形成一層與本體兼容性好的碳酸鈣涂層,在草酸稀溶液協(xié)同作用下亦能夠形成一層均勻致密的水合草酸鈣；(3)依據(jù)生物礦化原理,以聚丙烯酸為酸性添加劑,甲氧基鈣為鈣前驅(qū)體,利用大氣中的二氧化碳在殼聚糖有機模板表面形成了一層均勻致密穩(wěn)定的方解石型碳酸鈣生物礦化膜；(4)基于前期實驗結(jié)果,通過老化試驗制備具有疏松多孔結(jié)構(gòu)的模擬樣塊。通過烷氧基鈣溶液直接加固及生物礦化模擬實驗研究,發(fā)現(xiàn)：①前者能夠在疏松層中空隙形成鈣鹽微晶,極大地提高了表層致密度和抗蝕性；②后者則可以在模擬樣品表面形成厚約40μm無機鈣類加固層,改善了文物表面疏松狀態(tài)。對于石質(zhì)的加固首先需要評估其劣化程度,通過滲透作用形成的填充型加固層主要用于表面腐蝕劣化嚴(yán)重的疏松多孔石質(zhì)表面,而生物礦化形成的半透明鈣基無機生物膜主要用于表面比較平整,劣化程度低的石質(zhì)表面。鈣基加固層能夠在外界劣化因素作用時發(fā)生腐蝕,從而降低文物本體腐蝕的風(fēng)險。同時,當(dāng)這層保護層腐蝕消逝后,還可以重復(fù)加固,符合文物保護的“兼容性、最小介入和可再處理”原則。
【關(guān)鍵詞】：文物保護 石灰質(zhì) 加固材料 甲氧基鈣 生物礦化 碳酸鈣 草酸鈣 磷酸鈣
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：K85
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題背景10-11
• 1.2 石質(zhì)文物保護材料國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 無機材料11-12
• 1.2.2 有機材料12-13
• 1.2.3 復(fù)合材料13
• 1.2.4 新型材料13-14
• 1.3 選題依據(jù)14-15
• 1.4 課題的目的、意義及主要研究內(nèi)容15-16
• 第2章 西安碑林石灰?guī)r文物保存現(xiàn)狀調(diào)查及腐蝕機理研究16-34
• 2.1 概述16-17
• 2.2 保存環(huán)境17-18
• 2.2.1 區(qū)域氣候特征17
• 2.2.2 大氣環(huán)境狀況17-18
• 2.3 主要病害18-20
• 2.3.1 降塵污染18-19
• 2.3.2 碑體鹽析現(xiàn)象19-20
• 2.3.3 碑體表面片狀脫落20
• 2.4 碑體風(fēng)化產(chǎn)物及污染物分析20-30
• 2.4.1 實驗儀器21
• 2.4.2 結(jié)果與討論21-30
• 2.5 腐蝕機理分析30-32
• 2.5.1 水30
• 2.5.2 可溶鹽30-31
• 2.5.3 酸雨31-32
• 2.6 本章小結(jié)32-34
• 第3章 鈣醇鹽的合成34-40
• 3.1 引言34-35
• 3.2 實驗部分35-36
• 3.2.1 實驗試劑及儀器35
• 3.2.2 實驗方法35-36
• 3.3 結(jié)果與討論36-39
• 3.3.1 甲氧基鈣的制備36
• 3.3.2 甲氧基鈣的礦化36-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 碳酸鈣加固層的制備40-44
• 4.1 引言40
• 4.2 實驗部分40-42
• 4.2.1 實驗試劑及儀器40-41
• 4.2.2 實驗方法41-42
• 4.3 結(jié)果與討論42
• 4.4 本章小結(jié)42-44
• 第5章 草酸鈣加固層的制備44-50
• 5.1 引言44
• 5.2 實驗部分44-46
• 5.2.1 實驗試劑及儀器44-45
• 5.2.2 實驗方法45-46
• 5.3 結(jié)果與討論46-48
• 5.4 本章小結(jié)48-50
• 第6章 碳酸鈣生物膜的仿生制備50-64
• 6.1 引言50-52
• 6.1.1 石質(zhì)文物表面天然的生物保護膜50
• 6.1.2 生物礦化材料50-52
• 6.1.3 生物礦化材料保護石質(zhì)文物的可行性52
• 6.2 實驗原理52-53
• 6.3 實驗部分53-56
• 6.3.1 實驗試劑及儀器53-55
• 6.3.2 實驗方法55-56
• 6.4 結(jié)果與討論56-62
• 6.4.1 碳酸鈣礦化膜的微觀結(jié)構(gòu)56-57
• 6.4.2 碳酸鈣晶體的生長過程57-59
• 6.4.3 添加劑對碳酸鈣生物膜的影響59-60
• 6.4.4 碳酸鈣生物膜的成膜機理分析60-62
• 6.5 本章小結(jié)62-64
• 第7章 石質(zhì)加固模擬64-70
• 7.1 引言64-65
• 7.2 實驗部分65-66
• 7.2.1 實驗試劑及儀器65
• 7.2.2 實驗方法65-66
• 7.3 結(jié)果與討論66-69
• 7.4 本章小結(jié)69-70
• 總結(jié)與展望70-72
• 參考文獻72-78
• 致謝78-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間科研成果80

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 牟濤;竹文坤;段濤;張友魁;陳曉明;;大理石表面微生物誘導(dǎo)碳酸鈣覆膜[J];非金屬礦;2014年01期

2 王鏞先,唐華東;硅聚合物石刻涂料的合成[J];精細(xì)化工;1997年01期

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本文編號：929016