本发明涉及木质文物加固,特别是涉及一种木质文物脱水加固方法及系统。
背景技术:
1、木质文物因其材料特性在考古发掘现场及文物修复工作中非常脆弱,容易因环境变化或处理不当而发生开裂、变形和腐烂,因此需要对木质文物进行脱水和加固,脱水能够避免木质文物湿度较大出现腐烂问题,加固可以通过物理填充或化学交联等方式提高木质的机械强度,避免后期因存放环境变化或处理不当出现的开裂和变形问题。
2、目前的脱水主要以真空抽吸方式为主,通过将木质文物放置在密闭空间中,然后利用真空泵对密封空间进行抽真空提供负压环境,以使木质文物中的气体和部分自由水初步脱出,使木材更容易吸收加固剂溶液,或在预处理阶段引入加固剂等方法实现有限加固。加固的实现一般通过置换水分、氢键结合、物理填充、化学交联等形成稳定基体,但需注意避免压力改变造成的开裂变形风险。在初步脱水阶段中,若表层速度脱水过快,容易导致木质文物内外湿度梯度不均引发的内部应力积累,导致材料结构的二次损伤。
技术实现思路
1、本发明的目的是解决上述技术问题,提供一种木质文物脱水加固方法及系统,在初步脱水阶段中,使真空腔体的内部压力先逐渐降至初始负压,然后再由初始负压逐渐降至预设负压,可避免压力骤降导致木质文物产生形变或裂纹,并且在由初始负压降至预设负压过程中,间隙性的对真空腔体的内部补入惰性气体进行回压,从而避免木质文物表层脱水过快,引发内部应力积累和材料结构的二次损伤的问题,同时,脱水与加固剂渗透的同步进行可以缩短处理周期,还可适用于批量文物修复,脱水阶段微负压的设计也有助于驱动实现加固剂最大程度的渗透。
2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:本发明公开了一种木质文物脱水加固方法,包括以下步骤:
3、s1、初步脱水阶段:将木质文物放置在真空腔体中,对真空腔体抽真空,使真空腔体内部压力先逐渐降至初始负压,然后再由初始负压逐渐降至预设负压,并在由初始负压降至预设负压过程中,间隙性对真空腔体内部补入惰性气体进行回压,回压压力值为所述预设负压和所述初始负压的中间值;
4、s2、文物加固阶段:向真空腔体内注入加固剂溶液,真空腔体内液体的温度加热至预设温度,待加固剂溶液加固完成后,引入惰性气体使真空腔体内压力逐渐升至常压,取出木质文物。
5、优选地,在步骤s1之前还包括步骤s0:对木质文物的表面进行清洁,然后将木质文物进行冷藏。
6、优选地,在步骤s2中,注入加固剂溶液之后,引入惰性气体使真空腔体内压力维持在加固负压,所述加固负压小于所述初始负压。
7、优选地,在步骤s2中,对真空腔体的液体进行循环排出和送回。
8、优选地,在步骤s2中,对木质文物进行持续称重,在预设称重时间内重量变化率小于预设变化值时,判定加固完成,进行真空腔体内压力升至常压的步骤。
9、优选地,在步骤s2中,监测真空腔体内的溶液的ph值并记录。
10、还公开了一种木质文物脱水加固系统,包括真空腔体、抽真空设备、加固剂供液设备、液体加热设备、惰性气体供给设备以及计算控制设备,所述加固剂供液设备用于向所述真空腔体提供加固剂溶液,所述液体加热设备用于对所述真空腔体内的液体进行加热,所述惰性气体供给设备用于给所述真空腔体引入惰性气体,所述真空腔体内设有用于监测气压的气体压力传感器、用于监测液体温度的温度传感器和用于监测ph值的ph传感器,所述真空腔体与所述抽真空设备连接,所述液体加热设备、所述加固剂供液设备、所述气体压力传感器、所述温度传感器、所述ph传感器、所述抽真空设备以及所述惰性气体供给设备均与所述计算控制设备电连接。
11、优选地,所述真空腔体内设有压力称重传感器和放置平台,所述压力称重传感器的固定端安装在所述真空腔体的底部,所述放置平台通过立柱安装在所述压力称重传感器的检测端上,所述压力称重传感器与所述计算控制设备电连接。
12、优选地,所述液体加热设备包括依次连接的过滤装置、循环泵以及加热装置,所述真空腔体的底部设有进液口和出液口,所述出液口与所述过滤装置连接,所述进液口与所述加热装置连接,所述循环泵、所述加热装置均与所述计算控制设备电连接。
13、优选地,所述抽真空设备包括真空泵、冷凝器,所述真空腔体依次与所述冷凝器、所述真空泵电连接,所述真空泵以及所述冷凝器均与所述计算控制设备电连接。
14、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:
15、本发明在初步脱水阶段中,使真空腔体的内部压力先逐渐降至初始负压,然后再由初始负压逐渐降至预设负压,这种分阶段的降压方式可避免压力骤降导致木质文物产生形变或裂纹,并且在由初始负压降至预设负压过程中,间隙性的对真空腔体的内部补入惰性气体进行回压,从而避免木质文物表层脱水过快,而出现内、外脱水速度差,产生较大的湿度梯度,引发内部应力积累和材料结构的二次损伤的问题。
1.一种木质文物脱水加固方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的木质文物脱水加固方法,其特征在于,在步骤s1之前还包括步骤s0:对木质文物的表面进行清洁,然后将木质文物进行冷藏。
3.根据权利要求1所述的木质文物脱水加固方法,其特征在于,在步骤s2中,注入加固剂溶液之后,引入惰性气体使真空腔体内压力维持在加固负压,所述加固负压小于所述初始负压。
4.根据权利要求1所述的木质文物脱水加固方法,其特征在于,在步骤s2中,对真空腔体的液体进行循环排出和送回。
5.根据权利要求1所述的木质文物脱水加固方法,其特征在于,在步骤s2中,对木质文物进行持续称重,在预设称重时间内重量变化率小于预设变化值时,判定加固完成,进行真空腔体内压力升至常压的步骤。
6.根据权利要求1所述的木质文物脱水加固方法,其特征在于,步骤s2中,监测真空腔体内的溶液的ph值并记录。
7.一种木质文物脱水加固系统,其特征在于,包括真空腔体、抽真空设备、加固剂供液设备、液体加热设备、惰性气体供给设备以及计算控制设备,所述加固剂供液设备用于向所述真空腔体提供加固剂溶液,所述液体加热设备用于对所述真空腔体内的液体进行加热,所述惰性气体供给设备用于给所述真空腔体引入惰性气体,所述真空腔体内设有用于监测气压的气体压力传感器、用于监测液体温度的温度传感器和用于监测ph值的ph传感器,所述真空腔体与所述抽真空设备连接,所述液体加热设备、所述加固剂供液设备、所述气体压力传感器、所述温度传感器、所述ph传感器、所述抽真空设备以及所述惰性气体供给设备均与所述计算控制设备电连接。
8.根据权利要求7所述的木质文物脱水加固系统,其特征在于,所述真空腔体内设有压力称重传感器和放置平台,所述压力称重传感器的固定端安装在所述真空腔体的底部,所述放置平台通过立柱安装在所述压力称重传感器的检测端上,所述压力称重传感器与所述计算控制设备电连接。
9.根据权利要求7所述的木质文物脱水加固系统,其特征在于,所述液体加热设备包括依次连接的过滤装置、循环泵以及加热装置,所述真空腔体的底部设有进液口和出液口,所述出液口与所述过滤装置连接,所述进液口与所述加热装置连接,所述循环泵、所述加热装置均与所述计算控制设备电连接。
10.根据权利要求7所述的木质文物脱水加固系统,其特征在于,所述抽真空设备包括真空泵、冷凝器,所述真空腔体依次与所述冷凝器、所述真空泵电连接,所述真空泵以及所述冷凝器均与所述计算控制设备电连接。