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激光在文物中的应用

导读: 激光清洗并不能完全清除全部腐蚀物,需要结合膏状罗歇尔盐贴敷和细针清理进行处理。

  1.Y.S.Koh等人对腐蚀钢表面做了机械清洗和激光清洗的效果对比。采用了3种机械清洗法(不锈钢钻头打磨、氧化铝微粒喷砂、玻璃微珠喷砂)和5种激光清洗法[表面喷水或不喷水的TEACO2(二氧化碳横向激励)激光器、Nd:YAG激光器]。

  用扫描电镜和表面轮廓测定的方法对清洗效果进行了比较。结果显示,最佳清洗方法应为喷砂机结合Nd:YAG激光器(湿润表面)。关于湿润表面清洗效果好于干燥表面的问题,尚未有明确的解释,可能是由于激光照射产生的瞬间高温使氧化层裂隙和孔洞中的水迅速气化膨胀,产生的巨大应力使氧化层粉碎。

  2.M.Panzner等人对金属表面金饰的激光清洗方法进行了分类研究和实验。金对波长为1064纳米的激光反射强烈,贴金表面下方因为黏接层的存在而降低了导热性能,激光带来的能量只能使表面的金层升温,包金银线与贴金情况相似;而鎏金工艺由于使用金汞齐,导热性好,会使得文物内部同样迅速升温,易在清洗时造成破坏。研究人员对不同的贴金、鎏金和包金银线工艺研究确定了不同的激光参数,从而达到保留金层的同时有效清洗的目的。

  3.S.Agnoletti等人对意大利佛罗伦萨洗礼堂东入口的鎏金青铜浮雕门“天国之门”进行了激光清洗。腐蚀产物主要有铜盐(硫酸铜、硝酸铜、氯化铜等)、空气污染和过去保护使用的有机物的残留。通过2000年的前期清洗对比实验研究了罗谢尔盐和激光清洗这两种方法。

  清洗过程中需要不断用去离子水润湿表面,可以采取喷雾的方法控制水量,既要避免水量过少引起的瞬间过热和蒸发过快,又要避免水量过多引起的清洗速率下降。对无鎏金的表面使用双层纸胶带进行保护,防止激光打到表面造成破坏,清洗位置的下方要覆盖尼龙布,防止清洗时使用的去离子水对文物造成破坏。

  激光清洗并不能完全清除全部腐蚀物,需要结合膏状罗歇尔盐贴敷和细针清理进行处理。膏状物配方为:35%罗谢尔盐溶液浸透纤维素纸浆,贴敷时间根据具体情况控制在15~30分钟。接着再分别用棉球蘸去离子水、直接水洗、日本和纸清理、浸透去离子水的纤维素纸浆等方法依次清理表面,去除残留。对于部分位置存在的氧化亚铜层,可以结合机械清洗方法。所有清洗步骤结束后,对整个表面使用去离子水去除残留物质,再用乙醇或丙酮脱水,最后用吹风机烘干。

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