溶膠-凝膠法制備青銅文物防蝕封護(hù)材料及其性能研究_19144.pdf

1、青銅文物是我國(guó)古代文明的象征之一，具有極高的歷史、藝術(shù)和科學(xué)價(jià)值。由于埋藏時(shí)間長(zhǎng)及出土后存貯條件的改變等原因，使古代青銅器面臨著嚴(yán)峻的腐蝕防護(hù)問(wèn)題。 為研制新型青銅文物保護(hù)材料，本研究以異丙醇為溶劑，γ-縮水甘油醚基丙基三甲氧基硅(γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane，GPTS)和甲氧基三甲氧基硅烷(methyltrimethoxysilane，MTMS)為原料，用溶膠-凝膠法在青銅基體上制備了透明

2、防蝕封護(hù)涂層，并首次利用青銅緩蝕劑苯并三唑(benzotriazole，BTA)以及其他助劑改性GPTS/MTMS復(fù)合涂層，在青銅表面制成性能更優(yōu)的透明防蝕涂層。通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度、溶液pH值、水引入量以及GPTS與MTMS摩爾比等，詳細(xì)研究了各主要參數(shù)對(duì)GPTS/MTMS體系溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變以及成膜熱處理對(duì)該涂層性能的影響；用傅立葉變換紅外光譜儀(fouriertransforminfraredspectroscopy，F(xiàn)TIR)、掃描電

3、鏡(scanningelectronmicroscopy，SEM)對(duì)GPTS/MTMS復(fù)合涂層材料的結(jié)構(gòu)和物理性能進(jìn)行分析和測(cè)試，用光電子能譜(X-rayphotoelectronspectroscopy，XPS)分析改性前后涂層組成以及涂層與青銅基體的作用機(jī)理，用原子吸收光譜分析(atomicabsorptionspectrometry，AAS)評(píng)定了改性前后涂層對(duì)模擬帶銹青銅試件的保護(hù)性能，最后將涂層材料用于保護(hù)金沙出土的古青銅文物

4、殘片。 研究結(jié)果表明：在80℃的水解溫度下，溶液初始pH值為4，GPTS與MTMS摩爾比為1∶2，引入水量滿足(GPTS+MTMS)與H2O的摩爾比為1∶3時(shí)，制備的溶膠體系質(zhì)量最高；溶膠的烘干溫度宜在80～100℃范圍內(nèi)選??；利用BTA對(duì)涂層材料進(jìn)行改性，能顯著提高涂層的防蝕保護(hù)性能。分析測(cè)試結(jié)果也表明：所研制得GPTS/MTMS復(fù)合涂層主要由C、Si、O、N以及Cu元素組成，改性前后C、Si、O、N元素的價(jià)態(tài)不變，改性前Cu

5、元素以CuO形式存在，改性后Cu元素以CuSiO3形式存在，且其濃度有明顯增加；含1.0﹪BTA的GPTS/MTMS涂層在NaCl溶液中浸泡30天后，浸泡液中的銅離子濃度僅為0.004mg/L，青銅基體幾乎沒(méi)有腐蝕。對(duì)金沙出土的古青銅文物殘片的保護(hù)結(jié)果表明：所研制的涂層能夠?qū)η嚆~文物起到有效的保護(hù)效果。 本研究為開(kāi)發(fā)GPTS基有機(jī)改性硅酸鹽復(fù)合防蝕涂層奠定了基礎(chǔ)，各項(xiàng)研究結(jié)果也為該材料在青銅文物或銅制品防腐蝕方面的應(yīng)用和研究提供