溶膠-凝膠法制備青銅文物防蝕封護材料及其性能研究_19144.pdf

1、青銅文物是我國古代文明的象征之一，具有極高的歷史、藝術和科學價值。由于埋藏時間長及出土后存貯條件的改變等原因，使古代青銅器面臨著嚴峻的腐蝕防護問題。 為研制新型青銅文物保護材料，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復合涂層，在青銅表面制成性能更優(yōu)的透明防蝕涂層。通過調節(jié)反應溫度、溶液pH值、水引入量以及GPTS與MTMS摩爾比等，詳細研究了各主要參數對GPTS/MTMS體系溶膠-凝膠轉變以及成膜熱處理對該涂層性能的影響；用傅立葉變換紅外光譜儀(fouriertransforminfraredspectroscopy，FTIR)、掃描電

3、鏡(scanningelectronmicroscopy，SEM)對GPTS/MTMS復合涂層材料的結構和物理性能進行分析和測試，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理，用原子吸收光譜分析(atomicabsorptionspectrometry，AAS)評定了改性前后涂層對模擬帶銹青銅試件的保護性能，最后將涂層材料用于保護金沙出土的古青銅文物

4、殘片。 研究結果表明：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，制備的溶膠體系質量最高；溶膠的烘干溫度宜在80～100℃范圍內選取；利用BTA對涂層材料進行改性，能顯著提高涂層的防蝕保護性能。分析測試結果也表明：所研制得GPTS/MTMS復合涂層主要由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，青銅基體幾乎沒有腐蝕。對金沙出土的古青銅文物殘片的保護結果表明：所研制的涂層能夠對青銅文物起到有效的保護效果。 本研究為開發(fā)GPTS基有機改性硅酸鹽復合防蝕涂層奠定了基礎，各項研究結果也為該材料在青銅文物或銅制品防腐蝕方面的應用和研究提供