干冰清洗機在陶瓷文物清洗中的應用

上海博物館的瓷器修復工藝歷史悠久，作為一項傳統的技藝流傳至今，已形成了一套完整的修復工藝流程，修復師對每一個操作步驟都力求完美，因為每個環節都對最終修復效果都至關重要。修復師開展修復工作時，首先進行的工作就是清洗，文物清洗的傳統方法主要有物理清洗與化學清洗兩種。具體如下：
 
一、化學清洗

1、有機類試劑如丙酮等，這類試劑由于其高揮發性，毒性較大，對操作人員、環境都存在不少的危害，雖然效果尚可，但不利于長久發展。

2、低濃度雙氧水等強氧化類試劑，清洗效果一般，刺激人體的氣體相對較少，但對于低溫釉的瓷器類可能存在隱患。

3、離子型與非離子型洗滌劑，離子型試劑應用范圍較小，非離子型試劑應用面更廣泛，在實際操作中對人體的影響較小，清洗能力較溫和，但需要較長時間進行處理。

二、物理清洗

1、使用手術刀片、銼刀等工具，操作過程中易損傷器物。

2、超聲波清洗技術，該技術是目前較好的清洗手段，效率較高，但對于處理環氧樹脂，這類穩定性較強的雜質效果較差。

隨著科學技術的持續發展，如何合理地運用好最新的清洗技術，是當今文物修復師們面臨的一個難題。文物的保存狀況各異，有出土器物、沾滿各種鈣質、硅質等難溶沉淀物，也有經過修復的器物，有環氧樹脂等較難去除的粘合劑，以及一些傳世器物日積月累的油脂污垢等。而在文物清洗的過程中，老化的環氧樹脂往往是最難清除的，環氧樹脂的粘附性強，化學性穩定，強度較大，可逆性比較差。在去除這類物質時，需要使用多管齊下的手段進行清除，但使用的試劑大多毒性較大。因此，修復師一直在尋找更環保、更便捷的清潔手段，在不損傷文物的基礎上，進一步改進清洗環節的技術。近年來，業內人士發現采用干冰清洗技術應用在清除瓷器表面的環氧樹脂及污跡效果顯著，可謂立竿見影，對瓷器的釉面未造成損害，并且整個清洗流程非常的環保、無污染，清洗完畢只剩下污跡。

干冰清洗機目前主要應用于各大工業類行業電子、電力、石化、模具行業等，主要優勢在于能做到無損清洗，可以用于需無損清洗的零部件。因此，干冰清洗機的特點與環境無污染性的優點逐漸受到各行各行人們的關注與研究。國外目前已將干冰清洗機應用于文物的清洗，主要針對文物建筑表面，文化遺跡的清洗修復工作。工作原理如下：

干冰是二氧化碳的固態形式，在常溫下是無色無味的氣體，在空氣中約含0.03%。干冰在常壓下，固體直接升華，能使周邊溫度降至－78℃左右，沒有液化的過程，并且干冰顆粒的硬度一般，作為清洗介質對清洗對象表面損傷非常小，清洗完后，就只有污垢會剝離，不會產生額外的雜質及污染物。另外，二氧化碳是發酵過程和石油精煉過程中產生的副產品，不用特意去制造二氧化碳，從而造成環境污染。
 
干冰清洗機在陶瓷文物清洗中的原理主要有以下三個：

1、干冰通過干冰清洗機在高壓氣流中加速，通過噴嘴沖擊清洗的物體，所造成的的沖擊力可以破壞污垢層與物體之間的粘合力，同時吹走部分污跡。

2、干冰氣化時帶來特殊現象，這是清除力的主要來源。干冰在氣化過程中，由于干冰顆粒溫度低，在瞬間吸收大量的熱，將影響部分粘合劑、污垢的物理性質，甚至是穩定性非常高的環氧樹脂，其結構也將被破壞，使脆性加大，使環氧樹脂與其他污垢剝離于器物表面，正因為是兩種具有不同膨脹度的不同材料，兩者之間的溫差將造成互相剝離。

3、干冰顆粒在常溫常壓下會迅速膨脹成氣體，體積膨脹近800倍，這樣將在器物表面形成“微型爆炸”，將污垢層吹掃剝離。

在干冰清洗機工作中，加速的干冰顆粒沖向器物表面，此時需要適當調節干冰輸出量，否則會影響清洗效果，干冰在加速度的力量下沖入污跡內，對污跡產生一定的切剪作用。

干冰帶來的低溫使表面溫度下降，增大脆性，并同時發生氣化，干冰急速膨脹達800多倍，將帶走細縫中的顆粒污跡。所以將該技術引進文物清洗中，必須選擇底材比較穩定，堅固的對象進行實驗，如果底材脆弱可能受不了加速后的干冰顆粒造成損壞的情況，將瓷器表面的釉層打破或者傷及胎體。